JPH10189399A - 電気二重層コンデンサー - Google Patents
電気二重層コンデンサーInfo
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- JPH10189399A JPH10189399A JP8350883A JP35088396A JPH10189399A JP H10189399 A JPH10189399 A JP H10189399A JP 8350883 A JP8350883 A JP 8350883A JP 35088396 A JP35088396 A JP 35088396A JP H10189399 A JPH10189399 A JP H10189399A
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- 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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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気二重層コンデンサーのネルギー密度、充
放電効率、サイクル特性を向上させる。 【解決手段】 糖類を大気中において低温で熱処理して
から冷却し、粗砕後窒素またはアルゴン雰囲気中で６５
０°Ｃから７５０°Ｃに加熱、炭化し、得られた炭化物
に対し賦活剤を重量比で４から６倍添加し、窒素または
アルゴン雰囲気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加
熱、賦活して製造した活性炭を電極材料に用いて、電気
二重層コンデンサーを製造する。
放電効率、サイクル特性を向上させる。 【解決手段】 糖類を大気中において低温で熱処理して
から冷却し、粗砕後窒素またはアルゴン雰囲気中で６５
０°Ｃから７５０°Ｃに加熱、炭化し、得られた炭化物
に対し賦活剤を重量比で４から６倍添加し、窒素または
アルゴン雰囲気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加
熱、賦活して製造した活性炭を電極材料に用いて、電気
二重層コンデンサーを製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な活性炭を電
極材料に使用した高容量を有する電気二重層コンデンサ
ーに関するものである。
極材料に使用した高容量を有する電気二重層コンデンサ
ー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ーは、急速充放電
ができることおよび相応のエネルギー密度を有するとい
う特徴を活かして電子機器のバックアップ電源などに用
いられている。
ができることおよび相応のエネルギー密度を有するとい
う特徴を活かして電子機器のバックアップ電源などに用
いられている。
【０００３】電気二重層コンデンサーの電極材料には活
性炭が使用され、活性炭の多くの細孔に電解質イオンが
吸、脱着することによって充放電が行われる。そのエネ
ルギー密度は、活性炭の比表面積、細孔分布に大きく依
存するが、電解質イオンの大きさが細孔の大きさよりも
小さくなるように電解質イオンを選択することも重要で
ある。
性炭が使用され、活性炭の多くの細孔に電解質イオンが
吸、脱着することによって充放電が行われる。そのエネ
ルギー密度は、活性炭の比表面積、細孔分布に大きく依
存するが、電解質イオンの大きさが細孔の大きさよりも
小さくなるように電解質イオンを選択することも重要で
ある。
【０００４】活性炭は、原料の種類によって細孔分布が
大きく異なるため、活性炭の原料の選定が電気二重層コ
ンデンサーのエネルギー密度に大きな影響を与える。一
般に、活性炭の原料としては、ヤシ殻、のこ屑、石炭お
よび石油系ピッチ、あるいはフェノール樹脂、フラン樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等の
合成樹脂があげられ、高エネルギー密度が要求される電
気二重層コンデンサーの電極材料に使用される活性炭の
原料には、高い比表面積が得られやすいフェノール樹脂
を始めとする合成樹脂が使用されている。中でもフェノ
ール樹脂を原料とした活性炭は、２０００ｍ2 ／ｇを超
える窒素吸着比表面積を有しているので相応のエネルギ
ー密度が得られている。
大きく異なるため、活性炭の原料の選定が電気二重層コ
ンデンサーのエネルギー密度に大きな影響を与える。一
般に、活性炭の原料としては、ヤシ殻、のこ屑、石炭お
よび石油系ピッチ、あるいはフェノール樹脂、フラン樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂等の
合成樹脂があげられ、高エネルギー密度が要求される電
気二重層コンデンサーの電極材料に使用される活性炭の
原料には、高い比表面積が得られやすいフェノール樹脂
を始めとする合成樹脂が使用されている。中でもフェノ
ール樹脂を原料とした活性炭は、２０００ｍ2 ／ｇを超
える窒素吸着比表面積を有しているので相応のエネルギ
ー密度が得られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の活性炭
を電極材料に用いて電気二重層コンデンサーを構成する
と、充放電を繰り返す毎の充電に要した電力量に対する
放電で取り出せた電力量の比率で示される充放電効率が
悪く、また充放電を繰り返す毎の充電に要する電力量を
示すサイクル特性の低下を惹起する。
を電極材料に用いて電気二重層コンデンサーを構成する
と、充放電を繰り返す毎の充電に要した電力量に対する
放電で取り出せた電力量の比率で示される充放電効率が
悪く、また充放電を繰り返す毎の充電に要する電力量を
示すサイクル特性の低下を惹起する。
【０００６】本発明は、エネルギー密度が高く、充放電
効率が良く、サイクル特性を向上させることのできる電
気二重層コンデンサーを提供することを目的とする。
効率が良く、サイクル特性を向上させることのできる電
気二重層コンデンサーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、糖類を大気中
において低温で熱処理して部分分解させてから冷却し、
粗砕後窒素またはアルゴン雰囲気中で６５０°Ｃから７
５０°Ｃに加熱、炭化し、得られた炭化物に対し賦活剤
を重量比で４から６倍添加し、窒素またはアルゴン雰囲
気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加熱、賦活して製
造した活性炭を電極材料に用いて電気二重層コンデンサ
ーを構成することにより上記課題を解決している。
において低温で熱処理して部分分解させてから冷却し、
粗砕後窒素またはアルゴン雰囲気中で６５０°Ｃから７
５０°Ｃに加熱、炭化し、得られた炭化物に対し賦活剤
を重量比で４から６倍添加し、窒素またはアルゴン雰囲
気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加熱、賦活して製
造した活性炭を電極材料に用いて電気二重層コンデンサ
ーを構成することにより上記課題を解決している。
【０００８】電気二重層コンデンサーのサイクル特性の
改善と容量低下の軽減には、電極材料である活性炭の細
孔径分布の最適化および表面性状の改質によりその電解
質イオンの吸・脱着能を維持する必要がある。細孔径
は、電解液中に存在するイオンの大きさより大きいこと
が望ましい。
改善と容量低下の軽減には、電極材料である活性炭の細
孔径分布の最適化および表面性状の改質によりその電解
質イオンの吸・脱着能を維持する必要がある。細孔径
は、電解液中に存在するイオンの大きさより大きいこと
が望ましい。
【０００９】フェノール樹脂から調製された活性炭の比
表面積は非常に大きいため、これを電極材料として電気
二重層コンデンサーを構成すると相応のエネルギー密度
が得られる反面、電解質イオンの大きさに近い細孔径の
割合が多いこと、および表面に存在している官能基や炭
素以外の不純物の影響でサイクル特性が悪化あるいは容
量低下を招来する。
表面積は非常に大きいため、これを電極材料として電気
二重層コンデンサーを構成すると相応のエネルギー密度
が得られる反面、電解質イオンの大きさに近い細孔径の
割合が多いこと、および表面に存在している官能基や炭
素以外の不純物の影響でサイクル特性が悪化あるいは容
量低下を招来する。
【００１０】炭化物を賦活して活性炭を製造する際、賦
活が均一に進み易く、かつ賦活時の熱処理で官能基や不
純物が細孔表面上に残留しないことが肝要である。純度
が高く、熱分解し易い原料で、できれば安価であること
が好ましい。本発明者は、この要求に合致する原料を鋭
意探究した結果、糖類を見いだすに至った。
活が均一に進み易く、かつ賦活時の熱処理で官能基や不
純物が細孔表面上に残留しないことが肝要である。純度
が高く、熱分解し易い原料で、できれば安価であること
が好ましい。本発明者は、この要求に合致する原料を鋭
意探究した結果、糖類を見いだすに至った。
【００１１】糖類は不整炭素を含有する直鎖化合物で、
二重結合を含まず、非環状化合物であることから、熱分
解し易い。官能基としては、アルコール基とアルデヒド
基が付加している。糖類に含有しているアルデヒド基
は、ペントース、ヘキソース、ヘプトースなどの単糖類
ではアルデヒド基の特性を部分的に示すが、ショ糖、麦
芽糖、乳糖などの二糖類ではアルデヒド基の特徴をほと
んど示さない。いずれの糖類でもアルデヒド基は、容易
に水素添加されてアルコール基に転化する。
二重結合を含まず、非環状化合物であることから、熱分
解し易い。官能基としては、アルコール基とアルデヒド
基が付加している。糖類に含有しているアルデヒド基
は、ペントース、ヘキソース、ヘプトースなどの単糖類
ではアルデヒド基の特性を部分的に示すが、ショ糖、麦
芽糖、乳糖などの二糖類ではアルデヒド基の特徴をほと
んど示さない。いずれの糖類でもアルデヒド基は、容易
に水素添加されてアルコール基に転化する。
【００１２】本発明では、原料の糖類として、ペントー
ス、ヘキソース、ヘプトースなどの単糖類も、オリゴ糖
であるショ糖、麦芽糖、乳糖などの二糖類も使用でき
る。糖類の代表であるショ糖は、甘味料の砂糖として大
量に消費されている。食品添加物であることからその純
度は高く、価格も需給バランスが崩れたことから安価で
ある。
ス、ヘキソース、ヘプトースなどの単糖類も、オリゴ糖
であるショ糖、麦芽糖、乳糖などの二糖類も使用でき
る。糖類の代表であるショ糖は、甘味料の砂糖として大
量に消費されている。食品添加物であることからその純
度は高く、価格も需給バランスが崩れたことから安価で
ある。
【００１３】糖類は大気中において低温で熱処理して部
分分解させてから冷却し、粗砕する。糖類が単糖類であ
れば、低温での熱処理の温度は８０°Ｃから３００°Ｃ
とし、糖類が二糖類であれば、低温での熱処理の温度は
１５０°Ｃから４００°Ｃとする。
分分解させてから冷却し、粗砕する。糖類が単糖類であ
れば、低温での熱処理の温度は８０°Ｃから３００°Ｃ
とし、糖類が二糖類であれば、低温での熱処理の温度は
１５０°Ｃから４００°Ｃとする。
【００１４】粗砕後、これを窒素またはアルゴン雰囲気
中で６５０°Ｃから７５０°Ｃに加熱して部分的に熱分
解することにより一部が炭化し、まだ水素やアルコール
基を含有している炭化物に対し賦活剤、例えば塩化亜鉛
を重量比で４から６倍添加し、窒素またはアルゴン雰囲
気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加熱、賦活するこ
とで、炭化物中に部分的に残存している酸素と水素が塩
化亜鉛で強力に脱水される。脱水過程で生じた水も賦活
剤として作用する。強力に脱水賦活されることにより、
賦活が平均に進行するので炭化物から均一な細孔径を持
つ活性炭が製造されるものと推測される。
中で６５０°Ｃから７５０°Ｃに加熱して部分的に熱分
解することにより一部が炭化し、まだ水素やアルコール
基を含有している炭化物に対し賦活剤、例えば塩化亜鉛
を重量比で４から６倍添加し、窒素またはアルゴン雰囲
気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加熱、賦活するこ
とで、炭化物中に部分的に残存している酸素と水素が塩
化亜鉛で強力に脱水される。脱水過程で生じた水も賦活
剤として作用する。強力に脱水賦活されることにより、
賦活が平均に進行するので炭化物から均一な細孔径を持
つ活性炭が製造されるものと推測される。
【００１５】細孔径の大きさは、賦活温度、賦活剤の種
類、その添加量や賦活時間により調節する。細孔の径と
その分布が最適化されるので電解質イオンの吸着量が増
えるとともに吸・脱着が容易になることから電気二重層
コンデンサーのエネルギー密度が高まるばかりでなく、
サイクル特性が向上し、容量低下を回避することができ
る。
類、その添加量や賦活時間により調節する。細孔の径と
その分布が最適化されるので電解質イオンの吸着量が増
えるとともに吸・脱着が容易になることから電気二重層
コンデンサーのエネルギー密度が高まるばかりでなく、
サイクル特性が向上し、容量低下を回避することができ
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明では、原料の糖類を大気中
において低温で熱処理して部分分解させてから冷却し、
粗砕する。
において低温で熱処理して部分分解させてから冷却し、
粗砕する。
【００１７】原料の糖類には、単糖類としてはペントー
ス、ヘキソース、ヘプトースなどがあり、オリゴ糖の内
の二糖類としてはショ糖、麦芽糖、乳糖などがある。単
糖類の中ではブドウ糖が、オリゴ糖の中ではショ糖が経
済性や純度の点から好ましい。
ス、ヘキソース、ヘプトースなどがあり、オリゴ糖の内
の二糖類としてはショ糖、麦芽糖、乳糖などがある。単
糖類の中ではブドウ糖が、オリゴ糖の中ではショ糖が経
済性や純度の点から好ましい。
【００１８】その他、黒砂糖、糖蜜、粗糖、澱粉からの
転化糖、あるいは単糖類を水素還元してえられるソルビ
ット、マンニットなどの６価アルコール、また単糖類の
ブドウ糖を異性化酵素を作用させて製造する異性化糖な
ども使用可能であり、目的に合致する性能／価格を選択
すればよい。
転化糖、あるいは単糖類を水素還元してえられるソルビ
ット、マンニットなどの６価アルコール、また単糖類の
ブドウ糖を異性化酵素を作用させて製造する異性化糖な
ども使用可能であり、目的に合致する性能／価格を選択
すればよい。
【００１９】単糖類の場合には、まず大気中において８
０°Ｃから３００°Ｃの低温で熱処理を行う。熱処理温
度は、選択した単糖類のの融点、熱分解性等を勘案して
決定する。この熱処理を行うことにより、作業性が大幅
に改善されるばかりでなく、炭化物ひいては賦活化後の
活性炭の収量を大きく左右する。なるべく低温で長時間
かけて熱処理を行いカラメル状になるのを回避すること
が好ましく、より好ましい処理温度は１２０°Ｃから２
５０°Ｃである。
０°Ｃから３００°Ｃの低温で熱処理を行う。熱処理温
度は、選択した単糖類のの融点、熱分解性等を勘案して
決定する。この熱処理を行うことにより、作業性が大幅
に改善されるばかりでなく、炭化物ひいては賦活化後の
活性炭の収量を大きく左右する。なるべく低温で長時間
かけて熱処理を行いカラメル状になるのを回避すること
が好ましく、より好ましい処理温度は１２０°Ｃから２
５０°Ｃである。
【００２０】糖類がオリゴ糖の内の二糖類の場合には、
大気中において１５０°Ｃから４００°Ｃで、より好ま
しくは１８０°Ｃから３００°Ｃで熱処理を行う。低温
での熱処理による重量減は１５％から３０％の範囲が好
ましく、１５％以下では作業性が劣り、逆に３０％以上
では最終の活性炭の性能に問題が発生する。この部分熱
分解を原料中で均等に起こさせることが活性炭の品質を
決定づける。
大気中において１５０°Ｃから４００°Ｃで、より好ま
しくは１８０°Ｃから３００°Ｃで熱処理を行う。低温
での熱処理による重量減は１５％から３０％の範囲が好
ましく、１５％以下では作業性が劣り、逆に３０％以上
では最終の活性炭の性能に問題が発生する。この部分熱
分解を原料中で均等に起こさせることが活性炭の品質を
決定づける。
【００２１】低温での熱処理によって部分的に熱分解さ
れた濃褐色の固体をハンドリングし易い程度に粗砕し、
大部分を１から３ｍｍの顆粒にする。この顆粒を窒素ま
たはアルゴン雰囲気中で６５０〜７５０°Ｃで２〜６時
間加熱処理することにより炭化する。つぎに、得られた
炭化物を解砕機とボールミルで１４７μｍ以下の粉末に
し、賦活剤を炭化物に対し重量比で４〜６倍添加して窒
素またはアルゴン雰囲気中で８００〜１０００°Ｃにお
いて４〜８時間加熱することにより賦活を行う。炭化時
の重量減は４５％から６０％の範囲が好ましく、４５％
以下では活性炭による骨格が不足し、逆に６０％以上で
は賦活に必要な水素と炭素量が不足する。
れた濃褐色の固体をハンドリングし易い程度に粗砕し、
大部分を１から３ｍｍの顆粒にする。この顆粒を窒素ま
たはアルゴン雰囲気中で６５０〜７５０°Ｃで２〜６時
間加熱処理することにより炭化する。つぎに、得られた
炭化物を解砕機とボールミルで１４７μｍ以下の粉末に
し、賦活剤を炭化物に対し重量比で４〜６倍添加して窒
素またはアルゴン雰囲気中で８００〜１０００°Ｃにお
いて４〜８時間加熱することにより賦活を行う。炭化時
の重量減は４５％から６０％の範囲が好ましく、４５％
以下では活性炭による骨格が不足し、逆に６０％以上で
は賦活に必要な水素と炭素量が不足する。
【００２２】賦活剤としては、水蒸気、酸素、炭酸ガ
ス、あるいはこれらの混合ガス、さらには塩化亜鉛、苛
性カリ、苛性ソーダ、リン酸、塩化カルシウムや硫化カ
リウムが使用されている。これらの中で本発明に適して
いるのは、塩化亜鉛と苛性カリである。特に、炭化物中
に残存している水素と酸素を水として除去することによ
って賦活が進行する塩化亜鉛が好適である。
ス、あるいはこれらの混合ガス、さらには塩化亜鉛、苛
性カリ、苛性ソーダ、リン酸、塩化カルシウムや硫化カ
リウムが使用されている。これらの中で本発明に適して
いるのは、塩化亜鉛と苛性カリである。特に、炭化物中
に残存している水素と酸素を水として除去することによ
って賦活が進行する塩化亜鉛が好適である。
【００２３】このようにして得られた活性炭とテフロン
粉末を８：２の重量比で混練しつつシート状に成形して
正、負極からなる一対の分極性電極を作製する。電極間
にポリプロピレン製の不織布を挟み、それらを電解液に
浸漬することにより電気二重層コンデンサーを得る。
粉末を８：２の重量比で混練しつつシート状に成形して
正、負極からなる一対の分極性電極を作製する。電極間
にポリプロピレン製の不織布を挟み、それらを電解液に
浸漬することにより電気二重層コンデンサーを得る。
【００２４】電解液としては、プロピレンカーボネイト
１リッターに過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ溶解させたも
のを使用するが、高誘電率溶媒と高イオン伝導率が得ら
れる電解質塩の組み合わせならばどれでもよい。
１リッターに過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ溶解させたも
のを使用するが、高誘電率溶媒と高イオン伝導率が得ら
れる電解質塩の組み合わせならばどれでもよい。
【００２５】
〔実施例１〕ショ糖５０ｇをテフロンコーティングした
ステンレス製カップに入れ、通風型乾燥機で室温から２
時間かけて２００°Ｃまで加温した後、その温度を１５
時間保持した。得られた濃褐色の固形物３９ｇをムライ
ト製の乳鉢で軽く砕き１０メッシュの篩を通した。
ステンレス製カップに入れ、通風型乾燥機で室温から２
時間かけて２００°Ｃまで加温した後、その温度を１５
時間保持した。得られた濃褐色の固形物３９ｇをムライ
ト製の乳鉢で軽く砕き１０メッシュの篩を通した。
【００２６】これを石英ボート入れ、内径１００ｍｍの
石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎを流しながら６８
５°Ｃで２時間加熱することにより炭化を行った。この
炭化物を電動乳鉢で解砕した後、ボールミルで−１００
メッシュまで粉砕し粉末１９ｇを得た。
石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎを流しながら６８
５°Ｃで２時間加熱することにより炭化を行った。この
炭化物を電動乳鉢で解砕した後、ボールミルで−１００
メッシュまで粉砕し粉末１９ｇを得た。
【００２７】賦活は、炭化物粉末２０ｇと塩化亜鉛１０
０ｇをニッケル坩堝に入れ、内径１００ｍｍのニッケル
製内挿管を入れた石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎ
を流しながら１０００°Ｃで５時間加熱することにより
行った。
０ｇをニッケル坩堝に入れ、内径１００ｍｍのニッケル
製内挿管を入れた石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎ
を流しながら１０００°Ｃで５時間加熱することにより
行った。
【００２８】賦活後の炭化物は水洗後、炭化物内に残留
した塩化亜鉛を除去するために温水中で超音波抽出を繰
り返した。最後に１００°Ｃで８時間乾燥し活性炭を調
製し１２ｇを得た。
した塩化亜鉛を除去するために温水中で超音波抽出を繰
り返した。最後に１００°Ｃで８時間乾燥し活性炭を調
製し１２ｇを得た。
【００２９】調製された活性炭とテフロン粉末とを８：
２の重量比で混合し、５０°Ｃの熱間ロールで混練して
シート状に成形したものを、ステンレス製集電体に圧着
して一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製した。
２の重量比で混合し、５０°Ｃの熱間ロールで混練して
シート状に成形したものを、ステンレス製集電体に圧着
して一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製した。
【００３０】それぞれの電極間にポリプロピレン製セパ
レータ（不織布）を挟み、それらを電解液に浸漬するこ
とにより電気二重層コンデンサーとした。電解液として
は、プロピレンカーボネイト１リッターに過塩素酸リチ
ウムを１ｍｏｌ溶解させたものを用いた。
レータ（不織布）を挟み、それらを電解液に浸漬するこ
とにより電気二重層コンデンサーとした。電解液として
は、プロピレンカーボネイト１リッターに過塩素酸リチ
ウムを１ｍｏｌ溶解させたものを用いた。
【００３１】これらの電気二重層コンデンサーについ
て、電流密度１．０ｍＡ／ｃｍ2 、電圧範囲０〜２．７
５Ｖで定電流充放電を１００回行い、エネルギー密度、
サイクル特性、容量低下を測定した。表１に結果を示
す。
て、電流密度１．０ｍＡ／ｃｍ2 、電圧範囲０〜２．７
５Ｖで定電流充放電を１００回行い、エネルギー密度、
サイクル特性、容量低下を測定した。表１に結果を示
す。
【００３２】〔実施例２〕ブドウ糖５０ｇをテフロンコ
ーティングしたステンレス製カップに入れ、通風型乾燥
機で室温から２時間かけて１６０°Ｃまで加温した後、
その温度を１５時間保持した。得られた濃褐色の固形物
３７ｇをムライト製の乳鉢で軽く砕き１０メッシュの篩
を通した。
ーティングしたステンレス製カップに入れ、通風型乾燥
機で室温から２時間かけて１６０°Ｃまで加温した後、
その温度を１５時間保持した。得られた濃褐色の固形物
３７ｇをムライト製の乳鉢で軽く砕き１０メッシュの篩
を通した。
【００３３】これを石英ボート入れ、内径１００ｍｍの
石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎを流しながら６８
５°Ｃで２時間加熱することにより炭化を行った。この
炭化物を電動乳鉢で解砕した後、ボールミルで−１００
メッシュまで粉砕し粉末１７ｇを得た。
石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎを流しながら６８
５°Ｃで２時間加熱することにより炭化を行った。この
炭化物を電動乳鉢で解砕した後、ボールミルで−１００
メッシュまで粉砕し粉末１７ｇを得た。
【００３４】賦活は、炭化物粉末２０ｇと塩化亜鉛１０
０ｇをニッケル坩堝に入れ、内径１００ｍｍのニッケル
製内挿管を入れた石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎ
を流しながら１０００°Ｃで５時間加熱することにより
行った。
０ｇをニッケル坩堝に入れ、内径１００ｍｍのニッケル
製内挿管を入れた石英反応管中で窒素１．６ｌ／ｍｉｎ
を流しながら１０００°Ｃで５時間加熱することにより
行った。
【００３５】賦活後の炭化物は水洗後、炭化物内に残留
した塩化亜鉛を除去するために温水中で超音波抽出を繰
り返した。最後に１００°Ｃで８時間乾燥し活性炭を調
製し１１ｇを得た。
した塩化亜鉛を除去するために温水中で超音波抽出を繰
り返した。最後に１００°Ｃで８時間乾燥し活性炭を調
製し１１ｇを得た。
【００３６】調製された活性炭とテフロン粉末とを８：
２の重量比で混合し、５０°Ｃの熱間ロールで混練して
シート状に成形したものを、ステンレス製集電体に圧着
して一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製した。
２の重量比で混合し、５０°Ｃの熱間ロールで混練して
シート状に成形したものを、ステンレス製集電体に圧着
して一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製した。
【００３７】それぞれの電極間にポリプロピレン製セパ
レータ（不織布）を挟み、それらを電解液に浸漬するこ
とにより電気二重層コンデンサーとした。電解液として
は、プロピレンカーボネイト１リッターに過塩素酸リチ
ウムを１ｍｏｌ溶解させたものを用いた。
レータ（不織布）を挟み、それらを電解液に浸漬するこ
とにより電気二重層コンデンサーとした。電解液として
は、プロピレンカーボネイト１リッターに過塩素酸リチ
ウムを１ｍｏｌ溶解させたものを用いた。
【００３８】これらの電気二重層コンデンサーについ
て、電流密度１．０ｍＡ／ｃｍ2 、電圧範囲０〜２．７
５Ｖで定電流充放電を１００回行い、エネルギー密度、
サイクル特性、容量低下を測定した。表１に結果を示
す。
て、電流密度１．０ｍＡ／ｃｍ2 、電圧範囲０〜２．７
５Ｖで定電流充放電を１００回行い、エネルギー密度、
サイクル特性、容量低下を測定した。表１に結果を示
す。
【００３９】〔比較例１〕低温での熱処理を４５０°Ｃ
で行った以外実施例１と同様に操作を行い、最終的に活
性炭１０ｇを得た。この活性炭を用いて同様に電気二重
層コンデンサーとした。この電気二重層コンデンサーに
ついて、実施例と同様の方法で、エネルギー密度、サイ
クル特性、容量低下を測定した。
で行った以外実施例１と同様に操作を行い、最終的に活
性炭１０ｇを得た。この活性炭を用いて同様に電気二重
層コンデンサーとした。この電気二重層コンデンサーに
ついて、実施例と同様の方法で、エネルギー密度、サイ
クル特性、容量低下を測定した。
【００４０】表１に結果を示す。 〔比較例２〕低温での熱処理を３５０°Ｃで行った以外
実施例１と同様に操作を行い、最終的に活性炭１０ｇを
得た。この活性炭を用いて同様に電気二重層コンデンサ
ーとした。この電気二重層コンデンサーについて、実施
例と同様の方法で、エネルギー密度、サイクル特性、容
量低下を測定した。表１に結果を示す。
実施例１と同様に操作を行い、最終的に活性炭１０ｇを
得た。この活性炭を用いて同様に電気二重層コンデンサ
ーとした。この電気二重層コンデンサーについて、実施
例と同様の方法で、エネルギー密度、サイクル特性、容
量低下を測定した。表１に結果を示す。
【００４１】〔比較例３〕セルロースを原料とした以外
実施例１と同様に操作を行い、最終的に活性炭１５ｇを
得た。この活性炭を用いて同様に電気二重層コンデンサ
ーとした。この電気二重層コンデンサーについて、実施
例と同様の方法で、エネルギー密度、サイクル特性、容
量低下を測定した。表１に結果を示す。
実施例１と同様に操作を行い、最終的に活性炭１５ｇを
得た。この活性炭を用いて同様に電気二重層コンデンサ
ーとした。この電気二重層コンデンサーについて、実施
例と同様の方法で、エネルギー密度、サイクル特性、容
量低下を測定した。表１に結果を示す。
【００４２】〔比較例４〕澱粉を原料とした以外実施例
１と同様に操作を行い、最終的に活性炭１４ｇを得た。
この活性炭を用いて同様に電気二重層コンデンサーとし
た。この電気二重層コンデンサーについて、実施例と同
様の方法で、エネルギー密度、サイクル特性、容量低下
を測定した。表１に結果を示す。
１と同様に操作を行い、最終的に活性炭１４ｇを得た。
この活性炭を用いて同様に電気二重層コンデンサーとし
た。この電気二重層コンデンサーについて、実施例と同
様の方法で、エネルギー密度、サイクル特性、容量低下
を測定した。表１に結果を示す。
【００４３】〔比較例５〕フェノール樹脂ＰＲ−３１１
（住友デュレス製）４０ｇを窒素雰囲気中で６８５°Ｃ
で２時間加熱することで炭化を行った。得られた炭化物
をボールミルで粉砕し、２００メッシュの篩で分級した
篩下部分を窒素に水蒸気を導入した雰囲気中で９００°
Ｃに加熱して４時間処理し賦活を行った。水蒸気は、反
応管の入口部に０．２ｍｌ／ｍｉｎの水を直接滴下、蒸
発させて導入した。得られた活性炭は、１４ｇであっ
た。
（住友デュレス製）４０ｇを窒素雰囲気中で６８５°Ｃ
で２時間加熱することで炭化を行った。得られた炭化物
をボールミルで粉砕し、２００メッシュの篩で分級した
篩下部分を窒素に水蒸気を導入した雰囲気中で９００°
Ｃに加熱して４時間処理し賦活を行った。水蒸気は、反
応管の入口部に０．２ｍｌ／ｍｉｎの水を直接滴下、蒸
発させて導入した。得られた活性炭は、１４ｇであっ
た。
【００４４】調製された活性炭とテフロン粉末とを８：
２の重量比で混合し、５０°Ｃの熱間ロールで混練して
シート状に成形したものを、ステンレス製集電体に圧着
して一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製した。
２の重量比で混合し、５０°Ｃの熱間ロールで混練して
シート状に成形したものを、ステンレス製集電体に圧着
して一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製した。
【００４５】それぞれの電極間にポリプロピレン製セパ
レータ（不織布）を挟み、それらを電解液に浸漬するこ
とにより電気二重層コンデンサーとした。電解液として
は、プロピレンカーボネイト１リッターに過塩素酸リチ
ウムを１ｍｏｌ溶解させたものを用いた。
レータ（不織布）を挟み、それらを電解液に浸漬するこ
とにより電気二重層コンデンサーとした。電解液として
は、プロピレンカーボネイト１リッターに過塩素酸リチ
ウムを１ｍｏｌ溶解させたものを用いた。
【００４６】これらの電気二重層コンデンサーについ
て、電流密度１．０ｍＡ／ｃｍ2 、電圧範囲０〜２．７
５Ｖで定電流充放電を１００回行い、エネルギー密度、
サイクル特性、容量低下を測定した。表１に結果を示
す。
て、電流密度１．０ｍＡ／ｃｍ2 、電圧範囲０〜２．７
５Ｖで定電流充放電を１００回行い、エネルギー密度、
サイクル特性、容量低下を測定した。表１に結果を示
す。
【００４７】
【表１】
【００４８】表１より、実施例の電気二重層コンデンサ
ーは、比較例の電気二重層コンデンサーよりはるかに高
いエネルギー密度、充放電効率、サイクル特性を有して
いることが分かる。
ーは、比較例の電気二重層コンデンサーよりはるかに高
いエネルギー密度、充放電効率、サイクル特性を有して
いることが分かる。
【００４９】
【発明の効果】本発明は、糖類をまず低温度で熱処理し
てから窒素またはアルゴン雰囲気中で６５０°Ｃから７
５０°Ｃに加熱することで炭化し、得られた炭化物に対
し賦活剤を重量比で４から６倍添加し、窒素またはアル
ゴン雰囲気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加熱、賦
活して製造した活性炭を電極材料に用いることにより、
電気二重層コンデンサーのエネルギー密度を高め、充放
電効率、サイクル特性を向上させることができる。
てから窒素またはアルゴン雰囲気中で６５０°Ｃから７
５０°Ｃに加熱することで炭化し、得られた炭化物に対
し賦活剤を重量比で４から６倍添加し、窒素またはアル
ゴン雰囲気中で８００°Ｃから１０００°Ｃに加熱、賦
活して製造した活性炭を電極材料に用いることにより、
電気二重層コンデンサーのエネルギー密度を高め、充放
電効率、サイクル特性を向上させることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 糖類を大気中において低温で熱処理して
部分分解させてから冷却し、粗砕後窒素またはアルゴン
雰囲気中で６５０°Ｃから７５０°Ｃに加熱、炭化し、
得られた炭化物に対し賦活剤を重量比で４から６倍添加
し、窒素またはアルゴン雰囲気中で８００°Ｃから１０
００°Ｃに加熱、賦活して製造した活性炭を電極材料に
用いた電気二重層コンデンサー。 - 【請求項２】 糖類が単糖類であって、低温での熱処理
の温度が８０°Ｃから３００°Ｃ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ー。 - 【請求項３】 糖類が二糖類であって、低温での熱処理
の温度が１５０°Ｃから４００°Ｃ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ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35088396A JP3722934B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 電気二重層コンデンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35088396A JP3722934B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 電気二重層コンデンサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189399A true JPH10189399A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3722934B2 JP3722934B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=18413547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35088396A Expired - Lifetime JP3722934B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 電気二重層コンデンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3722934B2 (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 |
| KR100596693B1 (ko) | 2004-11-16 | 2006-07-07 | 코칩 주식회사 | 초고용량 커패시터용 활성탄 전극의 제조방법 및 이에따라 제조된 펠렛 형태의 활성탄 전극 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35088396A patent/JP3722934B2/ja not_active Expired - Lifetime
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 |
| KR100596693B1 (ko) | 2004-11-16 | 2006-07-07 | 코칩 주식회사 | 초고용량 커패시터용 활성탄 전극의 제조방법 및 이에따라 제조된 펠렛 형태의 활성탄 전극 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3722934B2 (ja) | 2005-11-30 |
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