JPH10242010A - Manufacture of active carbon electrode - Google Patents

Manufacture of active carbon electrode

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Publication number
JPH10242010A
JPH10242010A JP9046012A JP4601297A JPH10242010A JP H10242010 A JPH10242010 A JP H10242010A JP 9046012 A JP9046012 A JP 9046012A JP 4601297 A JP4601297 A JP 4601297A JP H10242010 A JPH10242010 A JP H10242010A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activated carbon
heat treatment
thermosetting resin
molded body
carbon electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9046012A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Takagi
忍 高木
Takasumi Shimizu
孝純 清水
Yukari Kibi
ゆかり 吉備
Takayuki Saito
貴之 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
NEC Corp
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd, NEC Corp filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP9046012A priority Critical patent/JPH10242010A/en
Publication of JPH10242010A publication Critical patent/JPH10242010A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently disperse excessive thermosetting resin by compulsorily discharging the decomposition gas of thermosetting resin in the course of heat treatment. SOLUTION: In the course of heat treatment, the decomposition gas or the like of phenolic resin which has been generated in a furnace is compulsorily discharged outside the furnace, by vacuum discharge in an exhaust process 5, and the atmospheric pressure in the furnace is maintained to be almost constant. That is, the decomposition gas of phenolic resin is prevented from remaining in the vicinity of the surface of a molded object, and decomposition is accelerated. A part of phenolic resin is carbonized and excessive parts are sufficiently dispersed to form active carbon-carbon compound material with a specified sinter density and deflection strength. Thereby an electric double layer capacitor having large capacitance and low capacity reduction ratio can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、活性炭電極の製造
方法に関し、特に熱処理工程の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an activated carbon electrode, and more particularly to an improvement in a heat treatment process.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、電気二重層コンデンサはメモリ
バックアップ用部品として広く用いられている。電気二
重層コンデンサとは、一対の電極を構成する導電体と電
解質溶液との界面にそれぞれ符号の異なる一対の電荷層
(すなわち電気二重層)が生じることを利用したもので
あり、急速充電が可能であると共に充放電に伴う寿命劣
化が生じ得ないという特徴を有している。そのため、例
えば、電池または商用交流電源を直流に変換した電源と
並列に電気二重層コンデンサを接続し、電源の瞬断時に
電気二重層コンデンサに蓄積された電荷により種々の部
品のバックアップをするという形で使用されている。近
年、このような電気二重層コンデンサを大容量且つ大電
流放電可能とすることによって、例えば電気自動車の回
生エネルギー蓄積用デバイスや、自動車のセルモータ駆
動、太陽電池電圧のレベリング等に利用することが考え
られている。
2. Description of the Related Art For example, electric double layer capacitors are widely used as memory backup components. The electric double layer capacitor utilizes the fact that a pair of charge layers (that is, an electric double layer) having different signs are formed at the interface between the conductor forming the pair of electrodes and the electrolyte solution, and can be rapidly charged. In addition, there is a characteristic that the life cannot be deteriorated due to charging and discharging. Therefore, for example, an electric double-layer capacitor is connected in parallel with a battery or a commercial AC power supply that is converted to DC, and various components are backed up by the electric charge stored in the electric double-layer capacitor when the power supply is momentarily interrupted. Used in In recent years, by making such an electric double-layer capacitor capable of discharging a large capacity and a large current, it is considered that the electric double-layer capacitor is used for, for example, a regenerative energy storage device of an electric vehicle, a cell motor drive of the vehicle, a solar cell voltage leveling, and the like. Have been.

【0003】従来、上記のような電気二重層コンデンサ
の電極としては、活性炭粉末や活性炭繊維等が用いられ
ていた。電気二重層コンデンサの静電容量は電気二重層
に蓄えられる電荷量により決定されることから、電極の
表面積が大きいほど大きな静電容量を得ることができる
ため、高い導電性と比表面積とを有する活性炭が電極材
料として適しているのである。ところが、活性炭は一般
に粉末或いは繊維状であるため、電極として用いる場合
には、例えば金属ケース等に収納して加圧することによ
り粉末或いは繊維間の電気的接触を確保していた。した
がって、大きな静電容量を得るためには、活性炭量を多
くして表面積を大きくすると共にその活性炭の電気的接
触を一層確実にするために加圧力を高くすることが必要
となって金属ケースが極めて大きくなる。そのため、実
用的な大きさの電気二重層コンデンサとしてはせいぜい
数F程度の静電容量しか得られず、前述のようなメモリ
バックアップ用に用途が限定されるという問題があっ
た。
Conventionally, activated carbon powder, activated carbon fiber and the like have been used as the electrodes of the electric double layer capacitor as described above. Since the capacitance of the electric double layer capacitor is determined by the amount of electric charge stored in the electric double layer, a larger capacitance can be obtained as the surface area of the electrode is larger, so that the electric double layer capacitor has high conductivity and specific surface area. Activated carbon is suitable as an electrode material. However, since activated carbon is generally in the form of powder or fiber, when it is used as an electrode, electrical contact between the powder or fiber is ensured by, for example, storing it in a metal case or the like and applying pressure. Therefore, in order to obtain a large capacitance, it is necessary to increase the surface area by increasing the amount of activated carbon and to increase the pressing force in order to further ensure the electrical contact of the activated carbon. Extremely large. For this reason, an electric double-layer capacitor of a practical size can obtain only a capacitance of about several F at most, and there is a problem that the application for memory backup as described above is limited.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、熱硬化性樹脂
を利用して活性炭粉末を高い比表面積を保ったまま固形
化させた固体活性炭電極が提案されている。例えば特公
平7−91449号公報等に記載されている大容量電気
二重層コンデンサの電極を構成する固形状の活性炭電極
(以下、固体活性炭電極という)がそれである。このよ
うな固体活性炭電極によれば、特に加圧することなく活
性炭粉末相互の電気的接触が得られるため、電気二重層
コンデンサの寸法を比較的小さく保ったまま静電容量お
よび放電電流値が高められる。
Therefore, there has been proposed a solid activated carbon electrode in which activated carbon powder is solidified using a thermosetting resin while maintaining a high specific surface area. For example, a solid activated carbon electrode (hereinafter, referred to as a solid activated carbon electrode) constituting an electrode of a large-capacity electric double layer capacitor described in Japanese Patent Publication No. 7-91449 or the like. According to such a solid activated carbon electrode, electrical contact between activated carbon powders can be obtained without particularly applying pressure, so that the capacitance and discharge current value can be increased while keeping the dimensions of the electric double layer capacitor relatively small. .

【0005】ところで、上記の固体活性炭電極は、活性
炭粉末に熱硬化性樹脂を混合して所望の形状に成形した
後、例えば炉内ガスを窒素ガスに置換した非酸化性雰囲
気下、所定温度で熱処理してその熱硬化性樹脂を炭化さ
せることによって製造される。これにより、活性炭粉末
がその比表面積を大きく減じられることなく、熱硬化性
樹脂の炭化物によって相互に結合させられて、大きな比
表面積を保ったまま活性炭粉末相互の電気的接触が確保
されるのである。しかも、その炭化物によって活性炭粉
末が強固に結合させられることから、固体活性炭電極に
は高い機械的強度と高い導電性が与えられることにな
る。
[0005] Incidentally, the above-mentioned solid activated carbon electrode is prepared by mixing a thermosetting resin with activated carbon powder to form a desired shape, and then, for example, in a non-oxidizing atmosphere in which the gas in the furnace is replaced with nitrogen gas, at a predetermined temperature. It is manufactured by carbonizing the thermosetting resin by heat treatment. As a result, the activated carbon powder is bonded to each other by the carbide of the thermosetting resin without significantly reducing its specific surface area, and electrical contact between the activated carbon powders is secured while maintaining the large specific surface area. . Moreover, since the activated carbon powder is firmly bound by the carbide, the solid activated carbon electrode is given high mechanical strength and high conductivity.

【0006】しかしながら、上記の製造方法で得られる
固体活性炭電極を用いて電気二重層コンデンサを製造し
たところ、必ずしも期待したような高い静電容量が得ら
れず、しかも、容量減少率が大きいことから、例えば、
急速充放電が必要な回生エネルギー蓄積用デバイス等へ
の適用が困難であることが明らかとなった。なお、容量
減少率とは、小電流充放電時の静電容量C1 に対する大
電流充放電時の静電容量C2 の減少の割合([C2 −C
1 ]/C1 )である。通常、電気二重層コンデンサの静
電容量は、イオンの移動度に対する影響の少ない、例え
ば一対の活性炭電極の相対する面積で規格化した値で数
百(mA) 程度の小電流で定電流放電することによって測
定される一方、実際の使用時においては、一般にその測
定電流の数百倍以上の大電流で充放電させられる。その
ため、電気二重層コンデンサにおいては、容量減少率が
可及的に小さいことが望まれるのである。
However, when an electric double layer capacitor is manufactured using the solid activated carbon electrode obtained by the above-described manufacturing method, the expected high capacitance cannot be obtained and the capacity reduction rate is large. For example,
It became clear that application to regenerative energy storage devices and the like that require rapid charge and discharge is difficult. Note that the volume reduction factor, the percentage of reduction of the electrostatic capacitance C 2 at the time of large current charging and discharging of the capacitances C 1 at the time of a small current charge and discharge ([C 2 -C
1 ] / C 1 ). Usually, the electric double layer capacitor has a small amount of electric current with a small current of about several hundreds (mA), which has a small effect on the mobility of ions, for example, a value standardized by the area of a pair of activated carbon electrodes facing each other. On the other hand, in actual use, the battery is charged and discharged with a large current of several hundred times or more of the measured current. Therefore, it is desired that the capacity reduction rate of the electric double layer capacitor be as small as possible.

【0007】上記の問題の原因は、以下のように考えら
れる。すなわち、熱硬化性樹脂に由来する炭化物は比表
面積が小さいことから電荷の蓄積には殆ど寄与せず、専
ら活性炭表面に通じる電解質イオンの通路として機能す
るマクロ孔を形成する。一方、上述の製造工程におい
て、活性炭粉末を所望形状に成形する場合には、機械的
強度を得るために必要な炭化物量に対応する量よりも多
くの熱硬化性樹脂を添加する必要がある。そのため、熱
処理の後に固体活性炭電極中に残留する炭化物量が過剰
となって、その過剰の炭化物によって上記のマクロ孔が
閉塞され、或いはその細孔径が小さくされ、更にはその
長さが長くされることから、電解質イオンの移動抵抗が
大きくなって、大電流放電時に大きな電圧降下が発生
し、見かけ上静電容量が低下することとなるのである。
したがって、固体活性炭電極中に残留する炭化物量は、
十分な機械的強度が得られる範囲で可及的に少ないこと
が望まれる。
The cause of the above problem is considered as follows. That is, since the carbide derived from the thermosetting resin has a small specific surface area, it hardly contributes to the accumulation of electric charge, and forms macropores which function exclusively as a passage for electrolyte ions leading to the activated carbon surface. On the other hand, when the activated carbon powder is formed into a desired shape in the above-described production process, it is necessary to add a larger amount of thermosetting resin than an amount corresponding to the amount of carbide necessary for obtaining mechanical strength. Therefore, the amount of carbide remaining in the solid activated carbon electrode after the heat treatment becomes excessive, and the macropore is closed by the excess carbide, or the pore diameter is reduced, and the length is further increased. As a result, the migration resistance of the electrolyte ions becomes large, and a large voltage drop occurs at the time of large current discharge, so that the capacitance apparently decreases.
Therefore, the amount of carbide remaining in the solid activated carbon electrode is
It is desired that the amount is as small as possible within a range where sufficient mechanical strength can be obtained.

【0008】なお、成形体を熱処理して固体活性炭電極
を製造する際には、一部の熱硬化性樹脂は分解されてガ
ス化し、消散することから、上記過剰の熱硬化性樹脂が
全て消散すれば前述のような問題は生じない。しかしな
がら、前述の製造方法においては、活性炭粉末の酸化を
抑制する目的で炉内に窒素ガスが封入された状態で熱処
理が施されることから、分解ガスが成形体表面近傍に滞
留し易く、また、セッタ(台板)に密着させられる成形
体裏面でも同様に分解ガスが滞留し易い。そのため、そ
の滞留ガスによって熱硬化性樹脂の分解が妨げられるこ
とから、固体活性炭電極として必要な量に対して過剰に
添加されている熱硬化性樹脂が熱処理後にも多量に残留
することとなると考えられる。しかも、このような問題
は、固体活性炭電極の量産性を高めるために、例えば板
状のセッタを介して複数枚の成形体を積み重ねた状態で
熱処理を施す場合には、一層分解ガスが滞留し易いこと
から顕著となるのである。
[0008] When the molded body is heat-treated to produce a solid activated carbon electrode, a part of the thermosetting resin is decomposed, gasified, and dissipated. Then, the above-mentioned problem does not occur. However, in the above-described production method, since the heat treatment is performed in a state in which the nitrogen gas is sealed in the furnace for the purpose of suppressing the oxidation of the activated carbon powder, the decomposition gas easily stays near the surface of the molded body, and Similarly, the decomposition gas is also likely to stay on the back surface of the molded body that is brought into close contact with the setter (base plate). Therefore, it is thought that since the staying gas hinders the decomposition of the thermosetting resin, a large amount of the thermosetting resin added excessively to the amount required for the solid activated carbon electrode remains after the heat treatment. Can be In addition, such a problem is caused by the fact that, for example, when heat treatment is performed in a state where a plurality of compacts are stacked via a plate-shaped setter in order to increase the mass productivity of the solid activated carbon electrode, the decomposition gas further accumulates. It becomes remarkable because it is easy.

【0009】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的とするところは、過剰の熱硬
化性樹脂を十分に消散させ得る活性炭電極の製造方法を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an activated carbon electrode capable of sufficiently dissipating excess thermosetting resin. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための第1の手段】斯かる目的を達成
するため、第1発明の要旨とするところは、活性炭粉末
が熱硬化性樹脂によって結合された成形体を真空または
非酸化性雰囲気下で熱処理することにより、その熱硬化
性樹脂を炭化して活性炭電極を得る熱処理工程を含む活
性炭電極の製造方法であって、(a) 前記熱処理工程の実
施中において前記熱硬化性樹脂の分解ガスを強制的に排
気する排気工程を含むことにある。
In order to achieve the above object, the gist of the first invention is to form a molded body in which activated carbon powder is bonded by a thermosetting resin in a vacuum or non-oxidizing atmosphere. A method for producing an activated carbon electrode comprising a heat treatment step of carbonizing the thermosetting resin to obtain an activated carbon electrode by heat treating under the following conditions, wherein (a) decomposing the thermosetting resin during the heat treatment step. An exhaust step for forcibly exhausting gas is included.

【0011】[0011]

【第1発明の効果】このようにすれば、熱処理工程の実
施中に、排気工程において熱硬化性樹脂の分解ガスが強
制的に排気される。そのため、熱硬化性樹脂の分解ガス
が成形体表面近傍に滞留することが抑制されて、その分
解が促進される。したがって、過剰に添加されている熱
硬化性樹脂が十分に消散させられて、熱処理工程の後に
多量に残留することが抑制される。なお、真空または非
酸化性雰囲気下で分解ガスを強制的に排出する上記の排
気工程は、熱処理を実施する炉内を真空にし、且つ熱処
理中においても真空排気することによって分解ガスを排
出する方法や、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス
(非酸化性ガス)を流入および排出させることによって
同時に分解ガスを排出する方法等によることができる。
In this way, the decomposition gas of the thermosetting resin is forcibly exhausted in the exhausting step during the heat treatment step. Therefore, the decomposition gas of the thermosetting resin is prevented from staying near the surface of the molded body, and the decomposition is promoted. Therefore, the excessively added thermosetting resin is sufficiently dissipated, and a large amount of the thermosetting resin is prevented from remaining after the heat treatment step. The evacuation step of forcibly discharging the decomposed gas in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere is a method of exhausting the decomposed gas by evacuating the furnace for performing the heat treatment and evacuating even during the heat treatment. Alternatively, a method in which an inert gas (a non-oxidizing gas) such as a nitrogen gas or an argon gas is caused to flow in and out, and the decomposition gas is simultaneously discharged, or the like can be employed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための第2の手段】また、前記目的を
達成するための第2発明の要旨とするところは、活性炭
粉末が熱硬化性樹脂によって結合された成形体を真空ま
たは非酸化性雰囲気下で熱処理することにより、その熱
硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を得る熱処理工程を含
む活性炭電極の製造方法であって、(b) 一面に凹凸が設
けられた板状部材のその一面に前記成形体が面接触させ
られた状態で前記熱処理工程を実施することにある。
A second aspect of the present invention to achieve the above-mentioned object is to provide a molded article in which activated carbon powder is bonded by a thermosetting resin under vacuum or non-oxidizing conditions. A method of manufacturing an activated carbon electrode including a heat treatment step of obtaining an activated carbon electrode by carbonizing the thermosetting resin by heat treatment in an atmosphere, wherein (b) one surface of a plate-shaped member having unevenness on one surface. The heat treatment step is performed in a state where the molded body is brought into surface contact with the molded article.

【0013】[0013]

【第2発明の効果】このようにすれば、熱処理工程は、
一面に凹凸が設けられた板状部材のその一面に成形体が
面接触させられた状態で施される。そのため、熱処理中
に生成される熱硬化性樹脂の分解ガスは、その板状部材
上の凹凸と成形体との隙間に形成される流路を介してそ
の一面と成形体との間から排出されて消散させられる。
したがって、過剰に添加されている熱硬化性樹脂が十分
に消散させられて、熱処理工程の後に多量に残留するこ
とが抑制される。しかも、上記の板状部材をセッタとし
て複数枚の成形体相互の間に介在させることにより、分
解ガスの消散を妨げることなく、複数枚の成形体を積み
重ねて熱処理し得るため、固体活性炭電極の量産性を高
めることが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the heat treatment step
The molding is performed in a state where the molded body is brought into surface contact with one surface of a plate-shaped member having unevenness on one surface. Therefore, the decomposition gas of the thermosetting resin generated during the heat treatment is exhausted from between one surface and the molded body through a flow path formed in the gap between the irregularities on the plate-shaped member and the molded body. Dissipated.
Therefore, the excessively added thermosetting resin is sufficiently dissipated, and a large amount of the thermosetting resin is prevented from remaining after the heat treatment step. Moreover, by interposing the above-mentioned plate-shaped member as a setter between a plurality of compacts, it is possible to stack and heat-treat the plurality of compacts without hindering dissipation of the decomposition gas. Mass productivity can be improved.

【0014】[0014]

【第2発明の他の態様】ここで、好適には、前記板状部
材は、前記一面に凹凸が設けられることにより形成され
ている凹部が、その板状部材の端面に連続させられるこ
とにより、内側位置から端面に達する気体通路が形成さ
れているものである。このようにすれば、板状部材と成
形体との間に分解ガスの排出経路が形成されることか
ら、その分解ガスが板状部材と成形体との間から一層排
出され易くなるため、熱硬化性樹脂の残留量が一層少な
くなる。なお、活性炭粉末が熱硬化性樹脂によって結合
された成形体は多孔質であることから、例え凹部が端面
に連続していなくとも、分解ガスはその成形体の内部を
通って消散させられ得るが、上記のようにすれば一層消
散させられ易くなるのである。
In another preferred embodiment of the second invention, preferably, the plate-like member has a concave portion formed by providing irregularities on the one surface thereof, and is connected to an end surface of the plate-like member. , A gas passage extending from the inner position to the end face is formed. With this configuration, since a decomposition gas discharge path is formed between the plate member and the molded body, the decomposition gas is more easily discharged from between the plate member and the molded body. The residual amount of the curable resin is further reduced. Since the molded body in which the activated carbon powder is bonded by the thermosetting resin is porous, the decomposition gas can be dissipated through the inside of the molded body even if the concave portion is not continuous to the end face. In this way, it can be more easily dissipated.

【0015】なお、好適には、前記板状部材は、金、白
金等の貴金属、タングステン、モリブデン等の高融点金
属、ニッケル基耐蝕耐熱合金、ステンレス材等の耐熱性
合金や、アルミナ系、ジルコニア系、シリカ系、マグネ
シア系、イットリア系、チタニア系、カーボン系等のセ
ラミックス、或いは、耐熱ガラスから成るものである。
Preferably, the plate-shaped member is made of a noble metal such as gold or platinum, a high melting point metal such as tungsten or molybdenum, a heat-resistant alloy such as a nickel-based corrosion-resistant heat-resistant alloy, a stainless steel material, or an alumina-based or zirconia-based material. It is made of ceramics such as glass, silica, magnesia, yttria, titania, and carbon, or heat-resistant glass.

【0016】[0016]

【課題を解決するための第3の手段】また、前記目的を
達成するための第3発明の要旨とするところは、活性炭
粉末が熱硬化性樹脂によって結合された成形体を所定の
板状部材に面接触させた状態で真空または非酸化性雰囲
気下で熱処理することにより、その熱硬化性樹脂を炭化
して活性炭電極を得る熱処理工程を含む活性炭電極の製
造方法であって、(c)前記板状部材に面接触させられる
前記成形体の一面に凹凸を形成する凹凸形成工程を含
み、前記熱処理工程は、その一面に凹凸が形成された状
態で実施されることにある。
A third aspect of the present invention to achieve the above-mentioned object is to provide a molded product in which activated carbon powder is bonded by a thermosetting resin to a predetermined plate-like member. By performing a heat treatment in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere in a state of surface contact with the surface, a method of manufacturing an activated carbon electrode including a heat treatment step of carbonizing the thermosetting resin to obtain an activated carbon electrode, (c) The method includes a step of forming irregularities on one surface of the molded body that is brought into surface contact with the plate-shaped member, and the heat treatment step is performed in a state where the irregularities are formed on one surface.

【0017】[0017]

【第3発明の効果】このようにすれば、凹凸形成工程に
おいて、成形体の一面に凹凸が形成され、熱処理工程
は、板状部材に面接触させられる成形体の一面に凹凸が
形成された状態で施される。そのため、熱処理中に生成
される熱硬化性樹脂の分解ガスは、その成形体上の凹凸
とセッタとの隙間に形成される流路を介してその一面と
板状部材との間から排出されて消散させられる。したが
って、過剰に添加されている熱硬化性樹脂が十分に消散
させられて、熱処理工程の後に多量に残留することが抑
制される。しかも、成形体自身に凹凸が設けられている
ことから、セッタを介して複数枚の成形体を積み重ねて
熱処理を施した場合にも、分解ガスの消散が妨げられな
いため、固体活性炭電極の量産性を高めることが可能と
なる。
According to the third aspect of the present invention, the irregularities are formed on one surface of the molded body in the unevenness forming step, and the irregularities are formed on the one surface of the molded body brought into surface contact with the plate-like member in the heat treatment step. Applied in state. Therefore, the decomposition gas of the thermosetting resin generated during the heat treatment is discharged from between the one surface and the plate member through a flow path formed in the gap between the unevenness on the molded body and the setter. Dissipated. Therefore, the excessively added thermosetting resin is sufficiently dissipated, and a large amount of the thermosetting resin is prevented from remaining after the heat treatment step. In addition, since the molded body itself has irregularities, even when a plurality of molded bodies are stacked via a setter and subjected to a heat treatment, the dissipation of the decomposition gas is not hindered. Performance can be improved.

【0018】[0018]

【発明の他の態様】また、前記第2、第3発明におい
て、前記板状部材或いは成形体に設けられる凹凸は、ひ
び割れ、空孔、気孔、貫通孔によって形成され、或い
は、一面或いは両面に所定の一方向或いは多方向に沿っ
て所定間隔で溝を形成することによって、その溝と残存
する凸部とによって形成される。前者の場合には、板状
部材および成形体を多孔質に形成することで空孔や気孔
を形成することが可能であるが、適当な樹脂を添加して
成形した後、その樹脂を加熱除去する過程でひび割れや
空孔を化学的に形成してもよい。また、エッチングや穿
孔形成によることもできる。後者の場合には、例えば、
エッチングや研削等の機械加工によって溝を形成し得る
が、その溝は、断面が波形となるように一方向に沿って
両面に設けられるものであり、或いは、一面上において
互いに直交する二方向に沿って設けられるものである。
両面に溝が形成される場合には、両面で同位置に凸部が
残存させられてもよく、或いは、一方の面で残存させら
れた凸部の間の位置に他方の面の凸部が残存するように
溝が形成されてもよい。
According to another aspect of the present invention, in the second and third aspects, the irregularities provided on the plate-like member or the molded body are formed by cracks, holes, pores, through holes, or on one or both sides. By forming grooves at predetermined intervals along a predetermined one direction or multiple directions, they are formed by the grooves and the remaining convex portions. In the former case, it is possible to form pores and pores by forming the plate-like member and the molded body to be porous, but after adding an appropriate resin and molding, the resin is removed by heating. In the process, cracks and voids may be formed chemically. In addition, etching or perforation may be used. In the latter case, for example,
Grooves can be formed by machining such as etching or grinding, but the grooves are provided on both sides along one direction so that the cross section becomes corrugated, or in two directions orthogonal to each other on one surface It is provided along.
When grooves are formed on both surfaces, the protrusions may be left at the same position on both surfaces, or the protrusions on the other surface may be located at positions between the protrusions left on one surface. A groove may be formed so as to remain.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following examples, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.

【0020】図1は、本発明の一実施例の製造方法によ
って製造された活性炭電極10を用いた電気二重層コン
デンサ12の断面構造を模式的に示す図である。このコ
ンデンサ12は、全体が箱型を成して、平板状の一対の
活性炭電極10,10、それら一対の活性炭電極10,
10に挟まれたセパレータ14、活性炭電極10,10
の外側に順に設けられた一対の集電体16,16、一対
の端子板18,18、一対の固定板20,20と、活性
炭電極10,10の側面側に備えられて集電体16,1
6を支持するガスケット22、およびガスケット22の
両面に備えられて固定板20,20を支持する一対の支
持体24,24を備えたものであり、集電体16,16
およびガスケット22により囲まれた内部には、例え
ば、電解液として 30(wt%) の硫酸水溶液が注入されて
いる。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of an electric double layer capacitor 12 using an activated carbon electrode 10 manufactured by a manufacturing method according to one embodiment of the present invention. The capacitor 12 has a box shape as a whole, and has a pair of flat activated carbon electrodes 10, 10, and the pair of activated carbon electrodes 10, 10.
, Activated carbon electrodes 10, 10
, A pair of current collectors 16, 16, a pair of terminal plates 18, 18, a pair of fixing plates 20, 20, and a pair of current collectors 16, 20 provided on the side surfaces of the activated carbon electrodes 10. 1
6, and a pair of supports 24, 24 provided on both sides of the gasket 22 to support the fixing plates 20, 20, respectively.
For example, a 30 (wt%) sulfuric acid aqueous solution is injected as an electrolytic solution into the interior surrounded by the gasket 22.

【0021】上記一対の活性炭電極10,10は、例え
ば厚みが 1(mm)程度とされたものであり、活性炭が炭素
組織により結合させられた多孔質の活性炭−炭素複合体
である。また、上記セパレータ14は、例えば厚みが0.
1 〜 0.2(mm)程度で活性炭電極10よりも面積がやや大
きくされたガラス繊維から成るものであり、活性炭電極
10,10相互の接触による電気的短絡を防止すると共
に、前記電解液が自由に流通可能となるように多孔質に
形成されている。
The pair of activated carbon electrodes 10, 10 is, for example, about 1 (mm) in thickness, and is a porous activated carbon-carbon composite in which activated carbon is bound by a carbon tissue. The separator 14 has, for example, a thickness of 0.
It is made of glass fiber of about 1 to 0.2 (mm) and slightly larger in area than the activated carbon electrode 10. This prevents an electric short circuit caused by contact between the activated carbon electrodes 10, 10 and allows the electrolyte to freely flow. It is formed porous so that it can be distributed.

【0022】また、前記集電体16,16は、例えばカ
ーボンを含む導電性ゴムから成る例えば厚み 0.2(mm)程
度の導電性シートであり、周縁部において前記ガスケッ
ト22および支持体24,24に挟まれることによっ
て、セル間の隔壁となっている。すなわち、バイポーラ
電極構造となっている。
The current collectors 16, 16 are, for example, conductive sheets made of conductive rubber containing carbon, for example, having a thickness of about 0.2 (mm). By being sandwiched between the cells, partition walls are formed. That is, it has a bipolar electrode structure.

【0023】また、集電体16,16の外側に備えられ
た端子板18,18は、例えば厚みが 0.2(mm)程度で活
性炭電極10,10と同様な面積のアルミニウム製平板
であり、この端子板18,18に設けられた図示しない
一対の端子に電圧を印加することにより、集電体16,
16を介して活性炭電極10,10に電力が供給される
ようになっている。また、固定板20、ガスケット2
2、支持体24,24は、何れも耐硫酸性の樹脂から成
るものである。
The terminal plates 18, 18 provided outside the current collectors 16, 16 are, for example, aluminum plates having a thickness of about 0.2 (mm) and an area similar to that of the activated carbon electrodes 10, 10. By applying a voltage to a pair of terminals (not shown) provided on the terminal plates 18, 18, the current collector 16,
Electric power is supplied to the activated carbon electrodes 10, 10 via 16. In addition, fixing plate 20, gasket 2
2. Each of the supports 24, 24 is made of a sulfuric acid resistant resin.

【0024】上記の電気二重層コンデンサ12は、以下
のように組み立てられる。すなわち、先ず、各上記の構
成部材を順に積層し、その際、ガスケット22および支
持体24,24の間に、耐硫酸性の接着剤を塗り込んで
固着する。次いで、端子板18,18を両面から集電体
16,16に圧着した後、固定板20,20を例えば4
か所においてボルトおよびナット26によって両面から
固定する。最後に、例えばガスケット22に設けられて
いる図示しない注入孔から前記電解液を所定量注入して
封止することにより、電気二重層コンデンサ12が得ら
れる。
The above electric double layer capacitor 12 is assembled as follows. That is, first, each of the above-mentioned constituent members is sequentially laminated, and at this time, a sulfuric acid-resistant adhesive is applied between the gasket 22 and the supports 24, and fixed. Next, after the terminal plates 18, 18 are crimped to the current collectors 16, from both sides, the fixing plates 20, 20 are
It is fixed from both sides by bolts and nuts 26 in places. Finally, the electric double layer capacitor 12 is obtained by injecting a predetermined amount of the electrolytic solution through an injection hole (not shown) provided in the gasket 22 and sealing the same.

【0025】以上のように構成された電気二重層コンデ
ンサ12は、図2に模式的に示すように、電圧が印加さ
れると多数の活性炭粒子28の表面に電解質溶液中のプ
ラス或いはマイナスのイオン(すなわち、 H+ 或いはSO
4 2- )がそれぞれ吸着され、電気二重層が形成されるこ
とによって充電が行われる。このとき、活性炭電極10
は、後述の熱硬化性樹脂に由来する図示しない炭素組織
によって、活性炭粒子28が相互に結合されて構成され
ていることから、上記のイオンは炭素組織および活性炭
粒子28によって形成された隙間(流路)を通って移動
することとなるが、この際の移動抵抗等によってイオン
の移動度、すなわち、大電流放電時の静電容量の低下の
程度が決定される。
As shown schematically in FIG. 2, the electric double layer capacitor 12 configured as described above, when a voltage is applied, causes the surface of a large number of activated carbon particles 28 to have positive or negative ions in the electrolyte solution. (Ie H + or SO
4 2- ) is adsorbed to form an electric double layer, and charging is performed. At this time, the activated carbon electrode 10
Is formed by bonding activated carbon particles 28 to each other by a carbon structure (not shown) derived from a thermosetting resin described later. Path), the mobility of the ions at this time determines the mobility of the ions, that is, the degree of the decrease in the capacitance during large-current discharge.

【0026】ところで、上記の活性炭電極10は、例え
ば、図3に示される工程に従って製造される。先ず、工
程1において、例えば嵩密度が0.20(g/cm3) 程度で、 B
ET法によって測定した比表面積が数百〜2000(m2/g)程度
の活性炭粉末を 60(wt%) 程度、および熱硬化性樹脂と
してのフェノール樹脂を 40(wt%) 程度に、例えばアル
コール等の溶剤を200(wt%) 程度(活性炭粉末とフェノ
ール樹脂との混合物の全量に対する値)加えて、例えば
乾式混合機で混合することにより、溶剤中に活性炭粉末
とフェノール樹脂とが均一に分散させられたスラリーを
作製する。なお、上記のフェノール樹脂の添加量は、活
性炭−炭素複合材料を構成するために必要とされる量
(活性炭電極10の十分な機械的強度を得るために必要
な量)であり、下記の工程3の成形工程において所望の
成形体を得るために必要な成形性をも考慮して決定され
たものである。また、溶剤の添加は、例えば、活性炭粉
末とフェノール樹脂とを混合した後に行っても差し支え
ない。
The activated carbon electrode 10 is manufactured, for example, according to the process shown in FIG. First, in step 1, for example, when the bulk density is about 0.20 (g / cm 3 ),
Activated carbon powder having a specific surface area of about several hundred to 2,000 (m 2 / g) measured by the ET method is about 60 (wt%), and phenol resin as a thermosetting resin is about 40 (wt%). About 200 (wt%) (value based on the total amount of the mixture of activated carbon powder and phenolic resin) and then, for example, by mixing with a dry mixer, the activated carbon powder and phenolic resin are uniformly dispersed in the solvent. A slurry is prepared. The amount of the phenol resin added is an amount required for constituting the activated carbon-carbon composite material (an amount required for obtaining sufficient mechanical strength of the activated carbon electrode 10), and is described in the following steps. It is determined in consideration of the moldability necessary to obtain a desired molded body in the molding step of No. 3. The addition of the solvent may be performed, for example, after mixing the activated carbon powder and the phenol resin.

【0027】次いで、工程2において、上記のスラリー
を例えばスプレードライヤで200(℃) 程度の所定の温度
で噴霧乾燥することにより、活性炭粒子28がフェノー
ル樹脂で結合させられた造粒粒子を作製する。なお、こ
の造粒粒子は、例えば、平均粒径100(μm)程度、嵩密度
0.35〜0.41(g/cm3) 程度の中空球状を成している。上記
工程1においては、造粒粒子が中空且つ平均粒径等が上
記の目的の値となるように、溶剤の添加量等が適宜設定
されてスラリーの粘度等の特性が調整されるのである。
続く工程3においては、このようにして得られた造粒粒
子を、例えば0.5 〜5(tonf/cm2)程度のプレス圧力で冷
間加圧成形することにより、例えば70×50×1(mm) 程度
の寸法の成形体を作製する。
Next, in step 2, the above slurry is spray-dried at a predetermined temperature of about 200 (° C.) using, for example, a spray dryer to produce granulated particles in which activated carbon particles 28 are bonded with a phenol resin. . The granulated particles have, for example, an average particle size of about 100 (μm), a bulk density
It has a hollow spherical shape of about 0.35 to 0.41 (g / cm 3 ). In the above step 1, the amount of the solvent to be added and the like are appropriately set so that the characteristics such as the viscosity of the slurry are adjusted so that the granulated particles are hollow and the average particle size and the like have the above-mentioned target values.
In the subsequent step 3, the granulated particles thus obtained are cold-pressed at a pressing pressure of, for example, about 0.5 to 5 (tonf / cm 2 ), for example, 70 × 50 × 1 (mm ) Produce a compact with a size of the order.

【0028】そして、図4に示されるように、この成形
体30を板状部材に相当するセッタ32を介して複数枚
積み重ね、工程4の熱処理工程において、例えば真空熱
処理炉によって、例えば1 ×10-2(Torr)程度に減圧した
状態で 900℃で 2時間程度熱処理を施す。すなわち、熱
処理は、複数枚の成形体30がそれぞれセッタ32に挟
まれた状態で施される。このセッタ32は、熱処理の過
程で一部溶融させられたフェノール樹脂によって成形体
30が相互に接合させられることを防止する目的で介挿
されるものであり、例えば、73×51× 1(mm)程度の寸法
で、厚さ方向に連通してその両面に開口する多数の気孔
を備えた気孔率が 20(%) 以上の多孔質アルミナや多孔
質カーボン等から構成されている。このため、成形体3
0に面接触させられるセッタ32の一面には、その多数
の気孔に起因する凹凸が形成されている。なお、セッタ
32は成形体30が熱処理中に反ることを防止する役割
も果たしており、そのため、図4に示されるように最上
部にも設けられている。
Then, as shown in FIG. 4, a plurality of the compacts 30 are stacked via a setter 32 corresponding to a plate-like member. Heat treatment at 900 ℃ for about 2 hours under reduced pressure of about -2 (Torr). That is, the heat treatment is performed in a state where the plurality of molded bodies 30 are sandwiched between the setters 32, respectively. The setter 32 is inserted for the purpose of preventing the molded bodies 30 from being joined to each other by the phenol resin partially melted in the course of the heat treatment. For example, 73 × 51 × 1 (mm) It is made of porous alumina or porous carbon having a porosity of about 20 (%) or more, having a large size and a large number of pores communicating with each other in the thickness direction and opening on both sides thereof. For this reason, the compact 3
On one surface of the setter 32 that is brought into surface contact with zero, irregularities due to the large number of pores are formed. Note that the setter 32 also plays a role in preventing the molded body 30 from warping during the heat treatment, and is therefore also provided at the uppermost portion as shown in FIG.

【0029】上記の熱処理工程の実施中に、工程5の排
気工程において真空排気が行われることによって、炉内
で発生したフェノール樹脂の分解ガス等が炉外に排出さ
れて炉内気圧が略一定に保持される。なお、真空排気
は、加熱開始前から継続して実施されてもよいが、加熱
開始当初はフェノール樹脂の分解ガスが発生し得ないこ
とから、上記の真空度まで減圧した後に真空排気を一旦
停止し、その分解温度に到達した後に再開してもよい。
これにより、フェノール樹脂の一部が炭化されると共に
その過剰分が十分に消散させられて、焼結密度が0.50〜
0.90(g/cm3) 程度で抗折強度が50(kgf/cm2) 以上の活性
炭−炭素複合材料である活性炭電極10が得られ、これ
を用いることにより例えば200(F)以上の高い静電容量と
30 (%) 以下の低い容量減少率とを有する電気二重層コ
ンデンサ12が得られる。なお、熱処理時の昇降温速度
は100(℃/h) であり、炉内の真空度は10-2〜100(Tor
r) 程度の範囲で適宜定められる。
During the above heat treatment step, by performing evacuation in the evacuation step of step 5, phenol resin decomposed gas and the like generated in the furnace are discharged outside the furnace, and the pressure in the furnace is substantially constant. Is held. The evacuation may be continuously performed before the start of heating, but since the decomposition gas of the phenol resin cannot be generated at the beginning of the heating, the evacuation is temporarily stopped after the pressure is reduced to the above degree of vacuum. Alternatively, the process may be restarted after reaching the decomposition temperature.
As a result, a part of the phenol resin is carbonized and the excess is sufficiently dissipated, and the sintering density becomes 0.50 to
An activated carbon electrode 10, which is an activated carbon-carbon composite material having a bending strength of about 0.90 (g / cm 3 ) and a bending strength of 50 (kgf / cm 2 ) or more, is obtained. Capacity and
An electric double layer capacitor 12 having a low capacity reduction rate of 30 (%) or less can be obtained. The rate of temperature rise and fall during the heat treatment is 100 (° C./h), and the degree of vacuum in the furnace is 10 −2 to 100 (Tor
r) It is appropriately determined within the range.

【0030】下記の表1は、上記の製造工程に従って製
造される活性炭電極10を用いた電気二重層コンデンサ
12の特性を、前記の工程4、5の熱処理条件、具体的
にはセッタ32および排気条件を種々変更して評価した
結果を示すものである。表において、『セッタ』は熱処
理に用いたセッタ32の種別(材質、形状等)を、『排
気』は排気工程の有無および排気方法を、『容量1 容量
2 減少率』は電気二重層コンデンサ12の特性をそれぞ
れ表す。コンデンサ特性のうち、『容量1 』は0.1(A)
で定電流放電した場合、『容量2 』は 10(A) で定電流
放電した場合の静電容量(単位:F)をそれぞれ表した
ものであり、例えば0.9(V)で30分定電圧充電後、 0.45
(V)になるまで上記電流値で定電流放電し、C=(i・
△t)/△V〔但し、静電容量をC(F) 、放電電流をi
(A) 、電圧降下に要した時間を△t(sec) 、電圧降下を
△V(V) とする〕によって求めたものである。また、
『減少率』は小電流放電時の静電容量に対する大電流放
電時の静電容量の減少の割合を百分率で表した[(容量
2 −容量1 )/容量1 ]×100 で算出される値(単位:
%)である。なお、表に示さない原料性状や熱処理温度
等の他の条件は全て同様である。
Table 1 below shows the characteristics of the electric double layer capacitor 12 using the activated carbon electrode 10 manufactured in accordance with the above-described manufacturing process, based on the heat treatment conditions in the above-described processes 4 and 5, specifically, the setter 32 and the exhaust gas. It shows the results of evaluation with various conditions changed. In the table, “setter” indicates the type (material, shape, etc.) of the setter 32 used for the heat treatment, “exhaust” indicates the presence or absence of the exhaust process and the exhaust method, and “capacity 1 capacity”.
2 decrease rate ”represents the characteristics of the electric double layer capacitor 12. Among the capacitor characteristics, "Capacity 1" is 0.1 (A)
When the constant current discharge is performed, the "capacity 2" indicates the capacitance (unit: F) when the constant current discharge is performed at 10 (A). For example, the constant voltage charge is performed at 0.9 (V) for 30 minutes. After 0.45
(V) constant current discharge at the above current value until C = (i ·
Δt) / ΔV [where the capacitance is C (F) and the discharge current is i
(A), the time required for the voltage drop is Δt (sec), and the voltage drop is ΔV (V)]. Also,
The “decrease rate” represents the ratio of the decrease in the capacitance at the time of large current discharge to the capacitance at the time of small current discharge expressed as a percentage [(capacity
2-capacity 1) / capacity 1] x 100 (unit:
%). In addition, other conditions, such as a raw material property and a heat treatment temperature, which are not shown in the table, are all the same.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】上記表1のNo.1〜4 は、多孔質体に代えて
緻密質アルミナ或いは緻密質カーボンをセッタ32とし
て用いたものである。『排気』欄の『なし』は、従来の
熱処理工程と同様に、熱処理開始前に炉内に窒素ガス等
の不活性ガスを導入して熱処理中はその不活性ガスの流
出入を停止する不活性ガス雰囲気で熱処理を施したこと
を示し、『VAC 』は熱処理中に真空排気を実施したこと
を示すものである。したがって、No.1,2 においては熱
処理中に生成するフェノール樹脂の分解ガスを排出する
排気工程は実施されていない。表から明らかなように、
排気工程を実施しない場合には十分なコンデンサ特性が
得られないが、排気工程を実施することによって静電容
量が高められ且つ容量減少率が小さくなって、ハイパワ
ーが要求される用途にも好適に用いられ得る電気二重層
コンデンサ12を得ることができる。すなわち、熱処理
中に排気工程(真空排気)を実施することによって、成
形体30中のフェノール樹脂の分解ガスが炉外に排出さ
れることから、その分解ガスがその近傍に滞留すること
が抑制されてフェノール樹脂の消散が促進されるため、
成形性を高める目的で過剰に添加されたフェノール樹脂
の炭化物(炭素)が活性炭電極10内に多量に残留する
ことが抑制されて、高いコンデンサ特性が得られるので
ある。
Nos. 1 to 4 in Table 1 above use dense alumina or dense carbon as the setter 32 instead of the porous body. “None” in the “Exhaust” column indicates that, as in the conventional heat treatment process, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the furnace before the heat treatment is started, and the flow of the inert gas is stopped during the heat treatment. "VAC" indicates that the heat treatment was performed in the active gas atmosphere, and "VAC" indicates that evacuation was performed during the heat treatment. Therefore, in Nos. 1 and 2, the exhaust process for discharging the decomposition gas of the phenol resin generated during the heat treatment is not performed. As is clear from the table,
If the exhaust process is not performed, sufficient capacitor characteristics cannot be obtained. However, by performing the exhaust process, the capacitance is increased and the capacity reduction rate is reduced, making it suitable for applications requiring high power. Can be obtained. That is, by performing the evacuation step (vacuum evacuation) during the heat treatment, the decomposed gas of the phenol resin in the molded body 30 is discharged outside the furnace, so that the decomposed gas is prevented from staying in the vicinity. To promote the dissipation of phenolic resin,
A large amount of carbide (carbon) of the phenol resin added excessively for the purpose of enhancing the moldability is suppressed from remaining in the activated carbon electrode 10, and high capacitor characteristics can be obtained.

【0033】また、No.5〜14は、セッタ32として、前
述のような多孔質体や、金属或いはアルミナ、カーボン
に加工を施した板状部材を用いたものである。『セッ
タ』欄において、『ポーラスアルミナ』『ポーラスカー
ボン』(No.5〜8 )は何れも多孔質体であるが、No.7の
気孔率はやや小さくされている。また、『パンチングメ
タル』は、例えばSUS310等の耐熱性の高い合金か
ら成る厚さが1 (mm)程度の板に、板厚方向に貫通するφ
0.5(mm) 或いはφ1.0(mm) の多数の丸穴が規則的に設け
られたものである。上記表に示したパンチングメタルは
丸穴が相互に独立して設けられたものであるが、例え
ば、図5(c) に示されるように、一方向に沿って設けら
れた丸穴をそれぞれ通るように両端面間を連続させる複
数本の溝を形成することにより、丸穴相互およびセッタ
32の両端面を相互に連結させてもよい。また、『コル
ゲート材』は、図5(e) に示されるような波板状を成す
ものであり、波の高さすなわち溝深さは例えば0.8(mm)
程度にされている。また、『格子溝』とは、図5(f) に
示されるように一面に互いに直交する二方向に沿って多
数の溝を設けたものである。この格子溝はセッタ32の
両面に設けられている。また、『鍵溝』は、図5(d) に
示されるように、一方向に沿って伸びる複数本の長手状
溝が両面で相互にずれて位置するように設けられたもの
である。これらの溝を設けたものにおいては、数値は各
々の溝の深さを表している。なお、図から明らかなよう
に、格子溝や鍵溝等は、何れも端面に開口するように設
けられている。
Nos. 5 to 14 use the above-described porous body or a plate-like member processed from metal, alumina, or carbon as the setter 32. In the “setter” column, “porous alumina” and “porous carbon” (Nos. 5 to 8) are both porous bodies, but the porosity of No. 7 is slightly reduced. The “punched metal” is, for example, a sheet made of an alloy having high heat resistance such as SUS310 and having a thickness of about 1 (mm).
A large number of round holes of 0.5 (mm) or φ1.0 (mm) are regularly provided. In the punching metal shown in the above table, round holes are provided independently of each other. For example, as shown in FIG. 5 (c), each hole passes through a circular hole provided in one direction. By forming a plurality of grooves that make the end faces continuous as described above, the round holes may be connected to each other and the end faces of the setter 32 may be connected to each other. The "corrugated material" has a corrugated shape as shown in FIG. 5 (e), and the height of the wave, that is, the groove depth is, for example, 0.8 (mm).
Has been around. The "lattice groove" is one in which a large number of grooves are provided on one surface along two directions orthogonal to each other, as shown in FIG. 5 (f). The lattice grooves are provided on both sides of the setter 32. As shown in FIG. 5 (d), the "keyway" is provided so that a plurality of longitudinal grooves extending in one direction are mutually offset on both surfaces. In those provided with these grooves, the numerical values represent the depth of each groove. As is clear from the figure, the lattice grooves, the key grooves, and the like are all provided so as to open to the end faces.

【0034】また、『排気』欄において、『N2フロー 』お
よび『Arフロー 』は、炉内を真空排気することに代えて、
熱処理中にそれぞれ窒素ガス或いはアルゴンガスを炉内
に流入、排出したものである。すなわち、これらの場合
には、不活性ガス気流中で熱処理が行われることによ
り、その不活性ガスの排出に伴って炉内で生成されたフ
ェノール樹脂の分解ガスが排出される。この不活性ガス
気流の流入、排出量は、例えば10(l/min) 程度であり、
炉内ガスの全量に対して1(分) 当たり20(vol%)程度が
新たな流入ガスに置換されることになる。
In the column of “exhaust”, “N 2 flow” and “Ar flow” are replaced by vacuum exhaust of the furnace.
During the heat treatment, nitrogen gas or argon gas flowed into and out of the furnace, respectively. That is, in these cases, the heat treatment is performed in an inert gas stream, whereby the decomposition gas of the phenol resin generated in the furnace is discharged with the discharge of the inert gas. The flow rate of the inert gas flow is, for example, about 10 (l / min).
About 20 (vol%) per minute (min) of the total amount of gas in the furnace will be replaced with new inflow gas.

【0035】上記表のNo.5をNo.1,2と対比すると明らか
なように、セッタ32に多孔質体を用いることによっ
て、フェノール樹脂の分解ガスがそのセッタ32に形成
されている気孔を通してセッタ32と成形体30との間
から排出される。そのため、この場合にも分解ガスが成
形体30の近傍に滞留することが抑制されて、成形体3
0中に過剰に含まれているフェノール樹脂の消散が促進
されることから、そのフェノール樹脂の炭化物(炭素)
が活性炭電極10中に多量に残留することが抑制され
る。しかしながら、同様なセッタ32を用いたNo.6〜8
に示されるように、真空排気或いは不活性ガス気流中で
熱処理を施す、すなわち、排気工程を実施することによ
り、一層高いコンデンサ特性を得ることができる。な
お、同様な気孔率のセッタ32を用いているにも拘わら
ずNo.8よりもNo.6の方が高い静電容量が得られているこ
とから、積極的な排気が行われるという点において排気
方法としては不活性ガス気流よりも真空排気の方が適切
であることが推察される。また、No.7はNo.6,8よりもコ
ンデンサ特性が低くなっていることから、セッタ32を
多孔質体から構成する場合には、その気孔率が高い方が
好ましいと考えられる。なお、このような多孔質体のセ
ッタ32においては、殆どの気孔が相互に連通させられ
ていることから、成形体30に当接させられる一面に開
口する気孔は端面にも連通させられており、これによ
り、セッタ32と成形体30との間から分解ガスを排出
するための排出経路が構成されている。
As is clear from the comparison of No. 5 with Nos. 1 and 2 in the above table, by using a porous material for the setter 32, the decomposition gas of the phenol resin passes through the pores formed in the setter 32. It is discharged from between the setter 32 and the compact 30. Therefore, also in this case, the decomposition gas is prevented from staying in the vicinity of the molded body 30, and the molded body 3
Since the dissipation of the phenol resin excessively contained in the phenol resin is promoted, the carbide (carbon) of the phenol resin
Is suppressed from remaining in the activated carbon electrode 10 in a large amount. However, Nos. 6 to 8 using similar setters 32
As shown in (1), by performing a heat treatment in a vacuum exhaust or an inert gas stream, that is, by performing an exhaust process, higher capacitor characteristics can be obtained. In spite of using a setter 32 having a similar porosity, No. 6 has a higher capacitance than No. 8, so that active exhaustion is performed. It is presumed that vacuum evacuation is more appropriate as an evacuation method than an inert gas air flow. In addition, since the capacitor characteristics of No. 7 are lower than those of Nos. 6 and 8, when the setter 32 is formed of a porous material, it is considered that the higher the porosity, the better. In the porous setter 32, since most of the pores are communicated with each other, the pores that are opened on one side and are brought into contact with the molded body 30 are also communicated with the end face. Thus, a discharge path for discharging the decomposition gas from between the setter 32 and the molded body 30 is formed.

【0036】また、No.9,10 のパンチングメタルを用い
たものにおいては、成形体30とセッタ32との間にパ
ンチングメタルの丸穴に対応する複数の隙間が独立して
形成されることとなる。しかしながら、前記のように活
性炭電極10の焼結密度が0.50〜0.90(g/cm3) 程度と低
いことから明らかなように、成形体30は多孔質に形成
されているため、上記の隙間内で発生した分解ガスは成
形体30内の気孔を通ってセッタ32との間から排出さ
れる。したがって、前記表1に示されるように十分に高
い特性が得られると考えられるが、この丸穴によって形
成される隙間が大きい方が分解ガスの生成すなわちフェ
ノール樹脂の消散が促進されることから、丸穴が大きい
場合(No.10 )の方が高い特性が得られる。なお、この
No.9,10の結果から明らかなように、アルゴン気流中で
熱処理する場合にも、窒素ガス気流中で熱処理した場合
と同様に分解ガスが炉外に排出されることに基づいて、
不活性ガスを充填した単純な雰囲気熱処理よりも高い特
性が得られる。なお、このパンチングメタルを用いた場
合には、上述のように、成形体30とセッタ32との間
で発生した分解ガスの排出経路が成形体30内の気孔に
限られることから、多孔質体を用いた場合よりも特性が
低くなっているが、前述の図5(c) に示されるように丸
穴を通る溝を形成して成形体30とセッタ32との間に
分解ガスの排出経路を確保することによって、フェノー
ル樹脂の消散を促進すれば、一層高い特性が期待でき
る。
In the case of using the punching metals No. 9 and No. 10, a plurality of gaps corresponding to the round holes of the punching metal are independently formed between the compact 30 and the setter 32. Become. However, as apparent from the fact that the sintered density of the activated carbon electrode 10 is as low as about 0.50 to 0.90 (g / cm 3 ) as described above, since the molded body 30 is formed porous, The decomposed gas generated in step (1) is discharged from the space between the setter (32) and the pores in the compact (30). Therefore, it is considered that sufficiently high characteristics can be obtained as shown in Table 1 above. However, since a larger gap formed by the round hole promotes generation of a decomposition gas, that is, dissipation of the phenol resin, When the round hole is large (No. 10), higher characteristics can be obtained. Note that this
As is clear from the results of Nos. 9 and 10, even in the case of heat treatment in an argon gas stream, the decomposition gas is discharged outside the furnace in the same manner as in the case of heat treatment in a nitrogen gas stream.
Higher characteristics can be obtained than a simple atmosphere heat treatment filled with an inert gas. When this punched metal is used, as described above, the discharge path of the decomposed gas generated between the molded body 30 and the setter 32 is limited to the pores in the molded body 30, and therefore, the porous body Although the characteristics are lower than those in the case of using the mold, a groove passing through a round hole is formed as shown in FIG. If the dissipation of the phenolic resin is promoted by ensuring the above, higher characteristics can be expected.

【0037】また、No.11 〜14は、セッタ32に種々の
形状の溝を設けたものであるが、何れの場合にも、成形
体30との間に分解ガスの流路(排出経路)が確保され
ていることから、過剰に含まれているフェノール樹脂が
十分に消散させられることとなって、十分に高い特性が
得られる。但し、他のセッタ32を用いた場合よりも、
0.1 (mm)の深さの溝を設けたセッタ32を用いたNo.12
の特性が相対的に低いことから、この程度では溝の深さ
が不十分であると考えられる。この結果から、溝を設け
る場合には深さを0.2 (mm)程度以上とすることが望まし
いと推定される。したがって、No.5〜14において用いら
れているセッタ32のように、分解ガスの排出を促進す
るための流路を形成する凹凸すなわち気孔、穴や溝等
を、成形体30に面接触させられる一面に設けることに
よって、過剰のフェノール樹脂を十分に消散させて活性
炭電極10中に残留する炭化物量を低減させることが可
能である。
In Nos. 11 to 14, grooves of various shapes are provided in the setter 32. In each case, a flow path (discharge path) of a decomposition gas is formed between the setter 32 and the compact 30. Is ensured, the phenol resin contained in excess is sufficiently dissipated, and sufficiently high characteristics are obtained. However, compared to the case where another setter 32 is used,
No. 12 using a setter 32 provided with a groove of 0.1 (mm) depth
Is relatively low, it is considered that the depth of the groove is insufficient at this level. From these results, it is presumed that it is desirable to set the depth to about 0.2 (mm) or more when providing a groove. Therefore, as in the setter 32 used in Nos. 5 to 14, irregularities, that is, pores, holes, grooves, and the like that form a flow path for promoting the discharge of the decomposition gas can be brought into surface contact with the molded body 30. By providing it on one surface, it is possible to sufficiently dissipate excess phenol resin and reduce the amount of carbide remaining in the activated carbon electrode 10.

【0038】また、下記の表2は、成形体30の製造条
件を種々変更したものである。『容量1 容量2 減少率』
の測定方法および単位は表1と同様である。表におい
て、No.15 〜22は、例えば、工程1の混合工程において
フェノール樹脂の割合を変更することによって、活性炭
電極10の焼結密度を異なるものとしている。成形性を
高めるために混合されているフェノール樹脂の割合を少
なくすると成形密度が低下することから、その割合を適
宜変更することによって焼結密度を調節することが可能
となるのである。なお、No.17,18,19 は、前記表1のN
o.2,5,6とそれぞれ同じものである。また、No.24 〜26
は、No.23 の成形体30に対して、混合工程において例
えばポリメチルメタクリレート(ポリメタクリル酸メチ
ル;PMMA)やMC等の熱可塑性樹脂を例えば20 (wt%)
程度添加し、熱処理時に焼失させることによって焼結体
表面に図5(a) に示されるようなひび割れ或いは図5
(b) に示されるようなマクロ孔を形成したものである。
すなわち、No.24 〜26においては、熱処理工程中に成形
体の一面に凹凸を形成する凹凸形成工程が実施されるこ
とになる。これらのひび割れやマクロ孔の形態や大きさ
等は、上記の樹脂の添加量によって制御され、何れも厚
さ方向に連通するように形成されている。なお、セッタ
32としては、前記表1のNo.14 に示されるメタルに鍵
溝を設けたものを用いているが、緻密質体や多孔質体、
他の形状のセッタ32を用いた場合にも、特性値は異な
るものの同様な傾向を示すと考えられる。
Table 2 below shows various changes in the manufacturing conditions of the molded body 30. `` Capacity 1 Capacity 2 Reduction rate ''
Is the same as in Table 1. In the table, Nos. 15 to 22 differ in the sintering density of the activated carbon electrode 10 by changing the ratio of the phenolic resin in the mixing step of the step 1, for example. If the ratio of the phenolic resin mixed in order to enhance the moldability is reduced, the molding density is reduced. Therefore, the sintering density can be adjusted by appropriately changing the ratio. Nos. 17, 18, and 19 correspond to N in Table 1 above.
The same as o.2,5,6 respectively. No.24 to 26
In the mixing step, a thermoplastic resin such as polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate; PMMA) or MC is added to the molded body 30 of No. 23, for example, at 20 (wt%).
To the surface of the sintered body by cracking as shown in FIG.
Macro holes as shown in (b) are formed.
That is, in Nos. 24 to 26, an unevenness forming step of forming unevenness on one surface of the molded body is performed during the heat treatment step. The form and size of these cracks and macropores are controlled by the amount of the resin added, and all are formed so as to communicate in the thickness direction. As the setter 32, a metal provided with a key groove in No. 14 of Table 1 is used.
When the setter 32 having another shape is used, it is considered that the characteristic value is different but the same tendency is exhibited.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】No.15 〜22に示されるように成形体30の
密度を変化させた場合には、成形密度を低くする程、す
なわち焼結密度を低くする程、フェノール樹脂の分解ガ
スが成形体30内を通って消散し易くなると共に、活性
炭電極10の比表面積が大きくなることから、高い特性
が得られる。例えば、焼結密度が0.90(g/cm3) 以上で
は、殆ど気孔が存在しない緻密体となるため、比表面積
が小さくなると共に、分解ガスの流路が成形体30内に
確保されない。このため、セッタ32に多孔質体を用い
ると共に熱処理中に真空排気を実施してもそれ程高い特
性が得られず、特に容量減少率の改善が殆ど見られな
い。これに対して、焼結密度を0.90(g/cm3)よりも小さ
くする場合には、比表面積が十分に大きくなることか
ら、真空排気等で分解ガスを炉外に排出し、或いはセッ
タ32に多孔質体を用いて成形体30との間における分
解ガスの滞留を防止して、活性炭電極10中に残留する
炭化物を少なくすることによって、極めて高い特性を得
ることができる。すなわち、熱処理中に分解ガスを排出
し、或いはセッタ32に分解ガスの排出経路を確保する
効果を十分に得るためには、活性炭電極10の焼結密度
を0.90(g/cm3) よりも小さくすることが望ましい。な
お、特にデータは示さないが、焼結密度を低くする程機
械的強度が低下する傾向にあるため、焼結密度は、電気
二重層コンデンサ12を構成した場合のコンデンサ特性
と機械的強度との兼ね合いを考慮して決定することが望
ましい。
When the density of the molded body 30 is changed as shown in Nos. 15 to 22, the lower the molding density, that is, the lower the sintering density, the more the decomposition gas of the phenolic resin becomes. Since it becomes easy to dissipate through the interior of the electrode 30 and the specific surface area of the activated carbon electrode 10 increases, high characteristics can be obtained. For example, when the sintering density is 0.90 (g / cm 3 ) or more, the dense body has almost no pores, so that the specific surface area decreases and the flow path of the decomposition gas is not secured in the molded body 30. For this reason, even if a porous body is used for the setter 32 and vacuum evacuation is performed during the heat treatment, not so high characteristics can be obtained, and particularly, the capacity reduction rate is hardly improved. On the other hand, when the sintering density is smaller than 0.90 (g / cm 3 ), since the specific surface area is sufficiently large, the decomposition gas is discharged outside the furnace by evacuation or the like, or By using a porous material to prevent the decomposition gas from staying with the compact 30 and reducing the amount of carbide remaining in the activated carbon electrode 10, extremely high characteristics can be obtained. That is, in order to discharge the decomposition gas during the heat treatment or to obtain a sufficient effect of securing the discharge path of the decomposition gas in the setter 32, the sintering density of the activated carbon electrode 10 should be smaller than 0.90 (g / cm 3 ). It is desirable to do. Although no particular data is shown, the mechanical strength tends to decrease as the sintering density decreases. Therefore, the sintering density is determined by comparing the capacitor characteristics and the mechanical strength when the electric double layer capacitor 12 is formed. It is desirable to decide in consideration of the balance.

【0041】No.24 〜26に示されるように、ひび割れや
マクロ孔を形成した場合には、それらが分解ガスの排出
経路として機能することから、No.23 との対比から明ら
かなように、活性炭電極10内に残留する炭化物量が低
減されることによってコンデンサ特性の向上が見られ
る。なお、『ひび割れ(小)』は、例えば焼結体表面に
形成されたひび割れ(クラック)の開口幅が0.5(μm)程
度のものであり、『ひび割れ(大)』は、その開口幅が
5(μm)程度のものである。表から明らかなように、高い
コンデンサ特性を得るためには、必要な機械的強度が得
られる範囲で可及的に大きなひび割れとすることが望ま
しい。また、No.26 に形成されたマクロ孔は、例えば直
径10 (μm)程度の大きさであり、これが形成されること
によって焼結体の気孔率は20 (%) 程度高められてい
る。特にデータは示さないが、機械的強度を大きく低下
させることなく分解ガスの排出効率を高めるためには、
マクロ孔の直径を小さくしつつそれによる気孔率の増加
すなわちマクロ孔の容量を高めることが好ましい。
As shown in Nos. 24 to 26, when cracks and macropores are formed, they function as an exhaust gas discharge path, and as apparent from the comparison with No. 23, The reduction in the amount of carbide remaining in the activated carbon electrode 10 improves the capacitor characteristics. In addition, “crack (small)” is, for example, a crack (crack) formed on the surface of a sintered body having an opening width of about 0.5 (μm), and “crack (large)” has an opening width of about 0.5 (μm).
It is about 5 (μm). As is clear from the table, in order to obtain high capacitor characteristics, it is desirable that the cracks be as large as possible within a range where the required mechanical strength can be obtained. The macropores formed in No. 26 have a diameter of, for example, about 10 (μm), and the porosity of the sintered body is increased by about 20 (%) by the formation of the macropores. Although no particular data is shown, in order to increase the efficiency of decomposed gas emission without significantly reducing mechanical strength,
It is preferable to reduce the diameter of the macropores and thereby increase the porosity, that is, increase the capacity of the macropores.

【0042】以上説明したように、本実施例のNo.3,4等
によれば、工程4の熱処理工程の実施中に、工程5の排
気工程においてフェノール樹脂の分解ガスが強制的に排
気される。そのため、フェノール樹脂の分解ガスが成形
体30表面近傍に滞留することが抑制されて、その分解
が促進される。したがって、過剰に添加されているフェ
ノール樹脂が十分に消散させられて、熱処理工程の後に
多量に残留することが抑制される。したがって、電気二
重層コンデンサ12を構成した場合に、高いコンデンサ
特性を得ることができるのである。
As described above, according to Nos. 3 and 4 of the present embodiment, the decomposition gas of the phenol resin is forcibly exhausted in the exhausting step of the step 5 during the heat treatment step of the step 4. You. Therefore, the decomposition gas of the phenol resin is prevented from staying near the surface of the molded body 30, and the decomposition is promoted. Therefore, the excessively added phenol resin is sufficiently dissipated, and a large amount of the phenol resin is prevented from remaining after the heat treatment step. Therefore, when the electric double layer capacitor 12 is configured, high capacitor characteristics can be obtained.

【0043】また、本実施例のNo.5〜8 等においては、
熱処理工程は、一面に凹凸が設けられたセッタ32のそ
の一面に成形体30が面接触させられた状態で施され
る。そのため、熱処理中に生成されるフェノール樹脂の
分解ガスは、そのセッタ32上の凹凸と成形体との隙間
に形成される流路を介してその一面と成形体30との間
から排出されて消散させられる。したがって、過剰に添
加されているフェノール樹脂が十分に消散させられて、
熱処理工程の後に多量に残留することが抑制される。し
かも、セッタ32を複数枚の成形体30相互の間に介在
させることにより、分解ガスの消散を妨げることなく、
複数枚の成形体30を積み重ねて熱処理し得るため、活
性炭電極10の量産性を高めることが可能となる。
Also, in Nos. 5 to 8 of this embodiment,
The heat treatment step is performed in a state in which the molded body 30 is brought into surface contact with one surface of the setter 32 having unevenness on one surface. Therefore, the decomposition gas of the phenol resin generated during the heat treatment is discharged from one surface and the molded body 30 through a flow passage formed in the gap between the irregularities on the setter 32 and the molded body and dissipated. Let me do. Therefore, the excessively added phenol resin is sufficiently dissipated,
A large amount is prevented from remaining after the heat treatment step. In addition, by interposing the setter 32 between the plurality of molded bodies 30, without dissipating the decomposition gas,
Since a plurality of compacts 30 can be stacked and heat-treated, mass productivity of the activated carbon electrode 10 can be increased.

【0044】また、前記表1のNo.5〜8,11〜14に用いら
れているセッタ32においては、気孔や溝等の凹凸が設
けられることにより形成されている凹部が、そのセッタ
32の端面に連続させられることにより、内側位置から
端面に達する気体通路が形成されている。このようにす
れば、セッタ32と成形体30との間に分解ガスの排出
経路が形成されることから、その分解ガスがセッタ32
と成形体30との間から一層排出され易くなるため、フ
ェノール樹脂の残留量が一層少なくなる。なお、活性炭
粉末がフェノール樹脂によって結合された成形体30は
多孔質であることから、例え凹部が端面に開口していな
くとも、分解ガスはその成形体30の内部を通って消散
させられ得るが、上記のようにすれば一層消散させられ
易くなるのである。
In the setters 32 used in Nos. 5 to 8, 11 to 14 in Table 1, the recesses formed by the provision of irregularities such as pores and grooves have By being continued to the end face, a gas passage reaching the end face from the inside position is formed. In this way, since a discharge path for the decomposed gas is formed between the setter 32 and the molded body 30, the decomposed gas is
Therefore, the residual amount of the phenol resin is further reduced. In addition, since the compact 30 in which the activated carbon powder is bound by the phenol resin is porous, the decomposition gas can be dissipated through the inside of the compact 30 even if the concave portion is not opened on the end face, even if the concave portion is not opened at the end face. In this way, it can be more easily dissipated.

【0045】また、本実施例のNo.24 〜26においては、
成形体30には、熱処理工程中に実質的に実施される凹
凸形成工程において、成形体30の一面にひび割れやマ
クロ孔等の凹凸が形成され、熱処理工程は、セッタ32
に面接触させられる成形体30の一面にそのひび割れや
マクロ孔(すなわち凹凸)が形成された状態で施され
る。そのため、熱処理中に生成されるフェノール樹脂の
分解ガスは、その成形体30上の凹凸とセッタ32との
隙間に形成される流路を介してその一面とセッタ32と
の間から排出されて消散させられる。したがって、過剰
に添加されているフェノール樹脂が十分に消散させられ
て、熱処理工程の後に多量に残留することが抑制され
る。しかも、成形体30自身に凹凸が設けられているこ
とから、例えば緻密質体のセッタ32を介して複数枚の
成形体30を積み重ねて熱処理を施した場合にも、分解
ガスの消散が妨げられないため、固体活性炭電極の量産
性を高めることが可能となる。
In Nos. 24 to 26 of this embodiment,
In the unevenness forming step substantially performed during the heat treatment step, irregularities such as cracks and macropores are formed on one surface of the molded body 30.
The cracks and macro holes (ie, irregularities) are formed on one surface of the molded body 30 that is brought into surface contact with the surface of the molded body 30. Therefore, the decomposition gas of the phenol resin generated during the heat treatment is discharged from the one surface and the setter 32 through a flow path formed in the gap between the irregularities on the molded body 30 and the setter 32 and dissipated. Let me do. Therefore, the excessively added phenol resin is sufficiently dissipated, and a large amount of the phenol resin is prevented from remaining after the heat treatment step. In addition, since the molded body 30 itself has irregularities, even when a plurality of molded bodies 30 are stacked and heat-treated, for example, via the dense setter 32, dissipation of the decomposition gas is prevented. Therefore, the mass productivity of the solid activated carbon electrode can be improved.

【0046】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は、更に別の態様でも実施さ
れる。
While the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the present invention can be embodied in still another embodiment.

【0047】例えば、実施例においては、熱処理中に分
解ガスを排出するために真空排気或いは窒素ガス、アル
ゴンガス等の不活性ガス気流を用いたが、例えば、ヘリ
ウムやネオン、二酸化炭素等の他の不活性ガス気流中で
熱処理を行ってもよい。
For example, in the embodiment, vacuum exhaust or an inert gas stream such as a nitrogen gas or an argon gas is used to exhaust the decomposition gas during the heat treatment. The heat treatment may be performed in an inert gas stream.

【0048】また、実施例においては、セッタ32の表
面に凹凸を形成するために設けられる溝は、格子溝或い
は鍵溝とされていたが、これらに限られず種々の形状の
溝が設けられてもよい。例えば、両面にそれぞれストラ
イプ状の溝を設ける場合には、互いに直交する一方向お
よび他方向に沿ってそれぞれ設けてもよい。
In the embodiment, the grooves provided for forming the irregularities on the surface of the setter 32 are lattice grooves or key grooves. However, the present invention is not limited to these, and grooves having various shapes are provided. Is also good. For example, when stripe-shaped grooves are provided on both surfaces, the grooves may be provided along one direction and the other direction orthogonal to each other.

【0049】また、実施例においては、原料中にPMMA等
の樹脂を混合することによって、熱処理工程において成
形体30にひび割れ或いはマクロ孔(凹凸)を形成して
いたが、例えば、成形体30を冷間加圧成形するに際し
て、加圧面に凹凸形状が形成された成形型を用いること
によって、成形すると同時に凹凸を形成してもよい。ま
た、成型後に切削や穿孔等の機械加工によって凹凸を形
成することもできる。
In the embodiment, cracks or macropores (irregularities) are formed in the molded body 30 in the heat treatment step by mixing a resin such as PMMA into the raw material. When performing cold pressure molding, irregularities may be formed at the same time as molding by using a molding die having irregularities formed on the pressing surface. Also, after the molding, the irregularities can be formed by machining such as cutting or drilling.

【0050】また、実施例においては、セッタ32はカ
ーボン、アルミナ、SUS310等から構成されていた
が、例えば、金、白金等の貴金属、タングステン、モリ
ブデン等の高融点金属、ニッケル基耐蝕耐熱合金、SU
S310以外のステンレス材等の耐熱性合金や、ジルコ
ニア系、シリカ系、マグネシア系、イットリア系、チタ
ニア系等のセラミックス、或いは、耐熱ガラスから構成
されてもよい。
In the embodiment, the setter 32 is made of carbon, alumina, SUS310 or the like. However, for example, noble metals such as gold and platinum, refractory metals such as tungsten and molybdenum, nickel-based corrosion-resistant heat-resistant alloy, SU
It may be made of a heat-resistant alloy such as stainless steel other than S310, zirconia-based, silica-based, magnesia-based, yttria-based, titania-based ceramics, or heat-resistant glass.

【0051】また、実施例においては、熱硬化性樹脂と
してフェノール樹脂を 40(wt%) 添加したが、添加する
熱硬化性樹脂の種類や量は、各工程の条件や使用装置、
目標とする活性炭電極10の焼結密度等に応じて適宜変
更される。例えば、尿素樹脂やメラミン樹脂等の他の熱
硬化性樹脂を用いてもよく、添加量は 40(wt%) よりも
多く、或いは少なくされてもよい。
In the examples, a phenol resin was added as a thermosetting resin at 40% by weight. However, the type and amount of the thermosetting resin to be added depend on the conditions of each step, the equipment used,
It is appropriately changed according to the target sintered density of the activated carbon electrode 10 and the like. For example, another thermosetting resin such as a urea resin or a melamine resin may be used, and the addition amount may be more or less than 40 (wt%).

【0052】また、実施例においては、成形工程におい
て冷間加圧成形によって造粒粉体から所定の成形体を成
形したが、例えばホットプレス等の熱間加圧成形や、押
し出し成形法、射出成形法、粉末圧延法、ドクターブレ
ード法等によって成形を行っても差し支えない。
In the examples, a predetermined compact was formed from the granulated powder by cold press molding in the forming step. However, for example, hot press molding such as hot press, extrusion molding, injection molding, The molding may be performed by a molding method, a powder rolling method, a doctor blade method, or the like.

【0053】また、実施例においては、スラリーを作製
するための溶剤にアルコールが用いられていたが、例え
ば、水、アセトン等のケトン類、ジエチルエーテル等の
エーテル類、酢酸メチル等のエステル類、ヘキサン等の
炭化水素類、トルエン等の芳香族類等が用いられても差
し支えない。すなわち、混合工程において熱硬化性樹脂
が十分に溶解されて良好な分散性が得られる溶剤であれ
ば、種々のものを用いることが可能である。なお、実施
例においては、溶剤の添加量が活性炭粉末および熱硬化
性樹脂の混合物の全量に対して200(wt%) とされたが、
この添加量は、混合および乾燥に適切な混合物の粘度に
応じて適宜変更される。
In the examples, alcohol was used as a solvent for preparing the slurry. For example, water, ketones such as acetone, ethers such as diethyl ether, esters such as methyl acetate, and the like. Hydrocarbons such as hexane and aromatics such as toluene may be used. That is, various solvents can be used as long as the thermosetting resin is sufficiently dissolved in the mixing step to obtain good dispersibility. In the examples, the amount of the solvent added was 200 (wt%) with respect to the total amount of the mixture of the activated carbon powder and the thermosetting resin.
This amount is appropriately changed according to the viscosity of the mixture suitable for mixing and drying.

【0054】また、実施例においては、本発明が電気二
重層コンデンサ12に用いられる活性炭電極10の製造
に適用された場合について説明したが、本発明は、他の
例えば電池等に適用される活性炭電極10の製造にも同
様に適用される。
Further, in the embodiment, the case where the present invention is applied to the manufacture of the activated carbon electrode 10 used in the electric double layer capacitor 12 has been described. The same applies to the manufacture of the electrode 10.

【0055】また、熱処理の際の温度は実施例で示され
るような900(℃) 程度に限られず、例えば600(℃) 程
度、或いは1000 (℃) 程度とされても良い。すなわち、
熱処理の際の温度は、活性炭が酸化させられず且つ熱硬
化性樹脂が十分に消散および炭化させられる範囲で適宜
変更される。
The temperature at the time of the heat treatment is not limited to about 900 (° C.) as shown in the embodiment, but may be, for example, about 600 (° C.) or about 1000 (° C.). That is,
The temperature at the time of the heat treatment is appropriately changed within a range in which the activated carbon is not oxidized and the thermosetting resin is sufficiently dissipated and carbonized.

【0056】また、実施例においては、噴霧乾燥法によ
ってスラリーを乾燥すると同時に造粒したが、例えば、
工程1の混合工程後に、例えば真空乾燥機を用いてスラ
リーを真空中で乾燥することにより残存する溶剤を除去
して固化し、これを例えばアトライタ等によって粉砕
し、更に例えば所定の目開きのメッシュを通すことによ
り造粒してもよい。
In the examples, the slurry was dried and granulated simultaneously with the spray drying method.
After the mixing step of Step 1, the remaining solvent is removed and solidified by, for example, drying the slurry in a vacuum using a vacuum drier, and then pulverized by, for example, an attritor. You may granulate by passing through.

【0057】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加え得るものであ
る。
Although not specifically exemplified, the present invention can be appropriately modified without departing from the gist thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の製造方法により製造された
活性炭電極が適用された電気二重層コンデンサの断面構
造を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure of an electric double layer capacitor to which an activated carbon electrode manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1の電気二重層コンデンサの作動を説明する
ための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the electric double layer capacitor of FIG.

【図3】図1の活性炭電極の製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 3 is a process chart showing a method for producing the activated carbon electrode of FIG.

【図4】図3の工程4の熱処理工程における成形体の載
置方法を説明する図である。
FIG. 4 is a view for explaining a method of placing a compact in a heat treatment step of step 4 in FIG. 3;

【図5】(a) ,(b) は成形体表面に凹凸が設けられる場
合の形態の一例を示すものであり、(c) 〜(f) はセッタ
に凹凸が設けられる場合の形態の一例を示す図である。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) show examples of a form in which irregularities are provided on the surface of a molded body, and FIGS. 5 (c) to (f) show examples of a form in which irregularities are provided on a setter. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:活性炭電極 30:成形体 32:セッタ 10: activated carbon electrode 30: molded body 32: setter

フロントページの続き (72)発明者 吉備 ゆかり 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 齋藤 貴之 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内Continued on the front page (72) Inventor Yukari Kibi 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Inventor Takayuki Saito 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation In company

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性炭粉末が熱硬化性樹脂によって結合
された成形体を真空または非酸化性雰囲気下で熱処理す
ることにより、該熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を
得る熱処理工程を含む活性炭電極の製造方法であって、 前記熱処理工程の実施中において前記熱硬化性樹脂の分
解ガスを強制的に排気する排気工程を含むことを特徴と
する活性炭電極の製造方法。
Activated carbon comprising a heat treatment step of carbonizing said thermosetting resin to obtain an activated carbon electrode by heat-treating a molded body in which activated carbon powder is bound by a thermosetting resin in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere. A method for producing an electrode, comprising: an exhausting step of forcibly exhausting a decomposition gas of the thermosetting resin during execution of the heat treatment step.
【請求項2】 活性炭粉末が熱硬化性樹脂によって結合
された成形体を真空または非酸化性雰囲気下で熱処理す
ることにより、該熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を
得る熱処理工程を含む活性炭電極の製造方法であって、 一面に凹凸が設けられた板状部材の該一面に前記成形体
が面接触させられた状態で前記熱処理工程を実施するこ
とを特徴とする活性炭電極の製造方法。
2. Activated carbon including a heat treatment step of heat-treating a molded body in which activated carbon powder is bound by a thermosetting resin in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere to carbonize the thermosetting resin to obtain an activated carbon electrode. A method for manufacturing an activated carbon electrode, comprising: performing the heat treatment step in a state where the molded body is in surface contact with one surface of a plate-shaped member having unevenness on one surface.
【請求項3】 前記板状部材は、前記一面に凹凸が設け
られることにより形成されている凹部が、該板状部材の
端面に連続させられることにより、内側位置から端面に
達する気体通路が形成されているものである請求項2の
活性炭電極の製造方法。
3. The plate-like member has a concave portion formed by providing irregularities on the one surface, and a recess formed by being continuous with an end surface of the plate-like member, thereby forming a gas passage reaching an end surface from an inner position. 3. The method for producing an activated carbon electrode according to claim 2, wherein
【請求項4】 活性炭粉末が熱硬化性樹脂によって結合
された成形体を所定の板状部材に面接触させた状態で真
空または非酸化性雰囲気下で熱処理することにより、該
熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を得る熱処理工程を
含む活性炭電極の製造方法であって、 前記板状部材に面接触させられる前記成形体の一面に凹
凸を形成する凹凸形成工程を含み、前記熱処理工程は、
該一面に凹凸が形成された状態で実施されることを特徴
とする活性炭電極の製造方法。
4. A heat treatment in a vacuum or a non-oxidizing atmosphere in a state in which a molded body in which activated carbon powder is bonded by a thermosetting resin is brought into surface contact with a predetermined plate-shaped member, thereby converting the thermosetting resin. A method of manufacturing an activated carbon electrode including a heat treatment step of carbonizing to obtain an activated carbon electrode, the method including a step of forming irregularities on one surface of the molded body that is brought into surface contact with the plate-shaped member, wherein the heat treatment step includes:
A method for producing an activated carbon electrode, wherein the method is carried out in a state where irregularities are formed on the one surface.
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