JPH09283383A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH09283383A JPH09283383A JP8090818A JP9081896A JPH09283383A JP H09283383 A JPH09283383 A JP H09283383A JP 8090818 A JP8090818 A JP 8090818A JP 9081896 A JP9081896 A JP 9081896A JP H09283383 A JPH09283383 A JP H09283383A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric double
- negative electrode
- activated carbon
- double layer
- layer capacitor
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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
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気二重層コンデンサの上限電圧および静電
容量を増大させ、その適用用途を広げる。 【解決手段】 正極は物理吸脱着を利用しうる炭素材料
（活性炭など）を用い、負極はリチウム金属またはリチ
ウムイオンを吸蔵する炭素材料（難黒鉛化炭素、黒鉛な
ど）を用いる。電解液はリチウムイオンを含む有機溶媒
（ＬｉＰＦ6 等）を使用する。これにより、正極では活
性炭の吸脱着を利用して充放電し、負極ではリチウムを
伴う電気化学反応を利用して充放電する。そのため、負
極は充放電中に電位がほとんど変化せず、またその電位
は、活性炭を負極に用いたときよりも卑なので、上限電
圧が上昇すると共に、静電容量が増加する。
容量を増大させ、その適用用途を広げる。 【解決手段】 正極は物理吸脱着を利用しうる炭素材料
（活性炭など）を用い、負極はリチウム金属またはリチ
ウムイオンを吸蔵する炭素材料（難黒鉛化炭素、黒鉛な
ど）を用いる。電解液はリチウムイオンを含む有機溶媒
（ＬｉＰＦ6 等）を使用する。これにより、正極では活
性炭の吸脱着を利用して充放電し、負極ではリチウムを
伴う電気化学反応を利用して充放電する。そのため、負
極は充放電中に電位がほとんど変化せず、またその電位
は、活性炭を負極に用いたときよりも卑なので、上限電
圧が上昇すると共に、静電容量が増加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４Ｖ級の電気二重
層コンデンサに関するものである。
層コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電気二重層コンデンサで
は、正極、負極とも活性炭を用いていた。
は、正極、負極とも活性炭を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電気二重層コ
ンデンサの充電可能な上限電圧は正極の電位によって規
制され、その電位がＬｉ／Ｌｉ+ 電位に対して４．３Ｖ
を越えると電解液と活性炭の表面との間で電気化学反応
を起こし、ガスが発生する。従って、正極の電位がＬｉ
／Ｌｉ+ 電位に対して４．３Ｖに達したときの正負両極
の電位差が上限電圧となり、従来は活性炭を負極として
いたので、上限電圧が２．５Ｖに過ぎない。また、正
極、負極とも活性炭の吸脱着を利用して充放電するの
で、コンデンサが２直になっている状態であり、そのた
め静電容量が半分になってしまう。よって、放電容量の
増大にも自ずと限度が生じ、電気二重層コンデンサの用
途が限定されるという不都合があった。
ンデンサの充電可能な上限電圧は正極の電位によって規
制され、その電位がＬｉ／Ｌｉ+ 電位に対して４．３Ｖ
を越えると電解液と活性炭の表面との間で電気化学反応
を起こし、ガスが発生する。従って、正極の電位がＬｉ
／Ｌｉ+ 電位に対して４．３Ｖに達したときの正負両極
の電位差が上限電圧となり、従来は活性炭を負極として
いたので、上限電圧が２．５Ｖに過ぎない。また、正
極、負極とも活性炭の吸脱着を利用して充放電するの
で、コンデンサが２直になっている状態であり、そのた
め静電容量が半分になってしまう。よって、放電容量の
増大にも自ずと限度が生じ、電気二重層コンデンサの用
途が限定されるという不都合があった。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、上限電圧を高
めると同時に静電容量を大きくすることによって放電容
量を増大させ、もって幅広い用途に適用することができ
る電気二重層コンデンサを提供することを目的とする。
めると同時に静電容量を大きくすることによって放電容
量を増大させ、もって幅広い用途に適用することができ
る電気二重層コンデンサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明による電
気二重層コンデンサは、物理吸脱着を利用しうる炭素材
料を正極として用い、リチウム金属またはリチウムイオ
ンを吸蔵する炭素材料を負極として用い、リチウムイオ
ンを含む有機溶媒を電解液として用いて構成される。
気二重層コンデンサは、物理吸脱着を利用しうる炭素材
料を正極として用い、リチウム金属またはリチウムイオ
ンを吸蔵する炭素材料を負極として用い、リチウムイオ
ンを含む有機溶媒を電解液として用いて構成される。
【０００６】また、上記正極の炭素材料として活性炭を
用いて構成される。
用いて構成される。
【０００７】さらに、上記負極の炭素材料に予めリチウ
ムイオンをドープして構成される。
ムイオンをドープして構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【０００９】本発明による電気二重層コンデンサは、正
極、負極および電解液から構成されており、このうち正
極は物理吸脱着を利用しうる炭素材料（活性炭など）か
ら形成されている。一方、負極はリチウム金属またはリ
チウムイオンを吸蔵する炭素材料（難黒鉛化炭素、黒鉛
など）から形成されており、また、電解液としてはリチ
ウムイオンを含む有機溶媒（ＬｉＰＦ6 等）が採用され
ている。
極、負極および電解液から構成されており、このうち正
極は物理吸脱着を利用しうる炭素材料（活性炭など）か
ら形成されている。一方、負極はリチウム金属またはリ
チウムイオンを吸蔵する炭素材料（難黒鉛化炭素、黒鉛
など）から形成されており、また、電解液としてはリチ
ウムイオンを含む有機溶媒（ＬｉＰＦ6 等）が採用され
ている。
【００１０】本発明による電気二重層コンデンサは以上
のような構成を有するので、この電気二重層コンデンサ
を充放電すると、正極では活性炭の吸脱着が利用され、
負極ではリチウムを伴う電気化学反応が利用されるた
め、正極に対して負極の容量がきわめて大きく、負極は
充放電中に電位がほとんど変化せず、またその電位は、
活性炭を負極に用いたときよりも卑なことから、上限電
圧が上昇すると共に、静電容量が増加する。例えば、正
負両極とも活性炭の吸脱着を利用して充放電する従来の
電気二重層コンデンサと比べて、上限電圧は１．６倍に
なり、静電容量は２倍になる。その結果、電気二重層コ
ンデンサの放電容量が上限電圧の上昇率と静電容量の増
加率との積（上述の例では、１．６×２＝３．２倍）に
等しい割合で増加し、その分だけ電気二重層コンデンサ
の用途が拡大する。
のような構成を有するので、この電気二重層コンデンサ
を充放電すると、正極では活性炭の吸脱着が利用され、
負極ではリチウムを伴う電気化学反応が利用されるた
め、正極に対して負極の容量がきわめて大きく、負極は
充放電中に電位がほとんど変化せず、またその電位は、
活性炭を負極に用いたときよりも卑なことから、上限電
圧が上昇すると共に、静電容量が増加する。例えば、正
負両極とも活性炭の吸脱着を利用して充放電する従来の
電気二重層コンデンサと比べて、上限電圧は１．６倍に
なり、静電容量は２倍になる。その結果、電気二重層コ
ンデンサの放電容量が上限電圧の上昇率と静電容量の増
加率との積（上述の例では、１．６×２＝３．２倍）に
等しい割合で増加し、その分だけ電気二重層コンデンサ
の用途が拡大する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００１２】＜実施例１＞活性炭を正極に使用し、リチ
ウム金属を負極に使用し、ＬｉＰＦ6 を電解液として、
２４３０コイン形の電気二重層コンデンサを組み立て
た。
ウム金属を負極に使用し、ＬｉＰＦ6 を電解液として、
２４３０コイン形の電気二重層コンデンサを組み立て
た。
【００１３】＜実施例２＞活性炭を正極に使用し、難黒
鉛化炭素を負極に使用し、ＬｉＰＦ6 を電解液として、
２４３０コイン形の電気二重層コンデンサを組み立て
た。
鉛化炭素を負極に使用し、ＬｉＰＦ6 を電解液として、
２４３０コイン形の電気二重層コンデンサを組み立て
た。
【００１４】＜従来例＞活性炭を正極および負極に使用
し、ＬｉＰＦ6 を電解液として、２４３０コイン形の電
気二重層コンデンサを組み立てた。
し、ＬｉＰＦ6 を電解液として、２４３０コイン形の電
気二重層コンデンサを組み立てた。
【００１５】＜容量の比較＞これら３種類の電気二重層
コンデンサについて、上限電圧を測定すると共に、静電
容量、放電容量およびエネルギーを算出した。その結果
をまとめて表１に示す。
コンデンサについて、上限電圧を測定すると共に、静電
容量、放電容量およびエネルギーを算出した。その結果
をまとめて表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１から明らかなように、上限電圧は、従
来例では２．５Ｖであったのに対して、実施例１、２で
はそれぞれ４．３Ｖ、４．０Ｖと１．６倍以上に上昇し
た。また、静電容量については、従来例では９．６１Ｆ
であったのに対して、実施例１、２ではそれぞれ１９．
２Ｆ、１８．０Ｆと約１．９倍以上に増加した。さら
に、放電容量については、従来例では１４．４Ａｓｅｃ
であったのに対して、実施例１、２ではそれぞれ６３．
４Ａｓｅｃ、５４．０Ａｓｅｃと約３．８倍以上に増加
した。また、エネルギーについては、従来例では２５．
２Ｊであったのに対して、実施例１、２ではそれぞれ１
６８Ｊ、１３５Ｊと約５．４倍以上に増加した。
来例では２．５Ｖであったのに対して、実施例１、２で
はそれぞれ４．３Ｖ、４．０Ｖと１．６倍以上に上昇し
た。また、静電容量については、従来例では９．６１Ｆ
であったのに対して、実施例１、２ではそれぞれ１９．
２Ｆ、１８．０Ｆと約１．９倍以上に増加した。さら
に、放電容量については、従来例では１４．４Ａｓｅｃ
であったのに対して、実施例１、２ではそれぞれ６３．
４Ａｓｅｃ、５４．０Ａｓｅｃと約３．８倍以上に増加
した。また、エネルギーについては、従来例では２５．
２Ｊであったのに対して、実施例１、２ではそれぞれ１
６８Ｊ、１３５Ｊと約５．４倍以上に増加した。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、物
理吸脱着を利用しうる炭素材料を正極として用い、リチ
ウム金属またはリチウムイオンを吸蔵する炭素材料を負
極として用い、リチウムイオンを含む有機溶媒を電解液
として用いて構成したので、電気二重層コンデンサの充
放電に際して、正極では活性炭の吸脱着を利用し、負極
ではリチウムを伴う電気化学反応を利用するため、正極
に対して負極の容量がきわめて大きく、負極は充放電中
に電位がほとんど変化せず、またその電位が、活性炭を
負極に用いたときよりも卑なことから、上限電圧が上昇
すると共に、静電容量が増加する。その結果、電気二重
層コンデンサの放電容量、エネルギーが大幅に増加し、
幅広い用途に適用することが可能となる。さらに、電気
二重層コンデンサの上限電圧が上昇するということは、
少ない直列接続数で高電圧用途に使用することができる
ので、セルバランスや保護回路に対する設計が容易にな
る。
理吸脱着を利用しうる炭素材料を正極として用い、リチ
ウム金属またはリチウムイオンを吸蔵する炭素材料を負
極として用い、リチウムイオンを含む有機溶媒を電解液
として用いて構成したので、電気二重層コンデンサの充
放電に際して、正極では活性炭の吸脱着を利用し、負極
ではリチウムを伴う電気化学反応を利用するため、正極
に対して負極の容量がきわめて大きく、負極は充放電中
に電位がほとんど変化せず、またその電位が、活性炭を
負極に用いたときよりも卑なことから、上限電圧が上昇
すると共に、静電容量が増加する。その結果、電気二重
層コンデンサの放電容量、エネルギーが大幅に増加し、
幅広い用途に適用することが可能となる。さらに、電気
二重層コンデンサの上限電圧が上昇するということは、
少ない直列接続数で高電圧用途に使用することができる
ので、セルバランスや保護回路に対する設計が容易にな
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 光宏 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 物理吸脱着を利用しうる炭素材料を正極
として用い、 リチウム金属またはリチウムイオンを吸蔵する炭素材料
を負極として用い、 リチウムイオンを含む有機溶媒を電解液として用いたこ
とを特徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 正極の炭素材料が活性炭であることを特
徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】 負極の炭素材料に予めリチウムイオンを
ドープしたことを特徴とする請求項１または請求項２記
載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8090818A JPH09283383A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8090818A JPH09283383A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283383A true JPH09283383A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14009184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8090818A Pending JPH09283383A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283383A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11121285A (ja) * | 1997-10-15 | 1999-04-30 | Mitsubishi Chemical Corp | 電気二重層キャパシター |
| WO2006109909A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Enerland Co., Ltd. | Hybrid electrical energy storage system |
| KR100704654B1 (ko) * | 2005-08-08 | 2007-04-10 | 주식회사 비츠로셀 | 고출력 슈퍼캐퍼시터의 전극 및 슈퍼캐퍼시터 전극형성방법 |
| WO2007052762A1 (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-10 | Kaneka Corporation | 新規なエネルギー貯蔵手段を有するエネルギー貯蔵デバイス |
| JP2011066325A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 電気化学キャパシタ |
| KR101059934B1 (ko) * | 2009-10-13 | 2011-08-26 | 한국세라믹기술원 | 하이브리드 슈퍼커패시터의 제조방법 |
| US8159815B2 (en) | 2006-09-19 | 2012-04-17 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Electrochemical capacitor |
| US20130155577A1 (en) * | 2010-02-26 | 2013-06-20 | Shanghai Aowei Technology Development Co., Ltd. | Capacitor cell with high-specific-energy organic system |
| US8691435B2 (en) | 2009-09-18 | 2014-04-08 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Electrochemical cell and electrochemical capacitor |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP8090818A patent/JPH09283383A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11121285A (ja) * | 1997-10-15 | 1999-04-30 | Mitsubishi Chemical Corp | 電気二重層キャパシター |
| WO2006109909A1 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-19 | Enerland Co., Ltd. | Hybrid electrical energy storage system |
| KR100704654B1 (ko) * | 2005-08-08 | 2007-04-10 | 주식회사 비츠로셀 | 고출력 슈퍼캐퍼시터의 전극 및 슈퍼캐퍼시터 전극형성방법 |
| WO2007052762A1 (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-10 | Kaneka Corporation | 新規なエネルギー貯蔵手段を有するエネルギー貯蔵デバイス |
| US8159815B2 (en) | 2006-09-19 | 2012-04-17 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Electrochemical capacitor |
| JP2011066325A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 電気化学キャパシタ |
| US8691435B2 (en) | 2009-09-18 | 2014-04-08 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Electrochemical cell and electrochemical capacitor |
| KR101059934B1 (ko) * | 2009-10-13 | 2011-08-26 | 한국세라믹기술원 | 하이브리드 슈퍼커패시터의 제조방법 |
| US20130155577A1 (en) * | 2010-02-26 | 2013-06-20 | Shanghai Aowei Technology Development Co., Ltd. | Capacitor cell with high-specific-energy organic system |
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