JPH1050566A - 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサ - Google Patents
固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサInfo
- Publication number
- JPH1050566A JPH1050566A JP8203886A JP20388696A JPH1050566A JP H1050566 A JPH1050566 A JP H1050566A JP 8203886 A JP8203886 A JP 8203886A JP 20388696 A JP20388696 A JP 20388696A JP H1050566 A JPH1050566 A JP H1050566A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- activated carbon
- mesophase
- resin
- active carbon
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】活性炭比率の高い固形状活性炭を得て、電気二
重層コンデンサーの電極１に用いた場合に、静電容量を
高くして内部抵抗を小さくする。 【解決手段】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維と、メソ
フェーズの熱処理による炭化物とから固形状活性炭を構
成する。
重層コンデンサーの電極１に用いた場合に、静電容量を
高くして内部抵抗を小さくする。 【解決手段】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維と、メソ
フェーズの熱処理による炭化物とから固形状活性炭を構
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的な活性炭と
して広く利用できる固形状活性炭及びその製造方法に関
し、さらにこれを用いた電気二重層コンデンサに関す
る。
して広く利用できる固形状活性炭及びその製造方法に関
し、さらにこれを用いた電気二重層コンデンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、図１に示すよ
うに二つの固形状活性炭からなる電極１、１間に電解質
２を配置し、両者の界面に生じる電気二重層を利用した
コンデンサであり、上記電極１として固形状活性炭が用
いられている。また、この他にも電池の電極部材や各種
用途に固形状活性炭が用いられているが、これらの固形
状活性炭の製造方法は以下の通りである。
うに二つの固形状活性炭からなる電極１、１間に電解質
２を配置し、両者の界面に生じる電気二重層を利用した
コンデンサであり、上記電極１として固形状活性炭が用
いられている。また、この他にも電池の電極部材や各種
用途に固形状活性炭が用いられているが、これらの固形
状活性炭の製造方法は以下の通りである。
【０００３】活性炭、カーボンブラック、微粉状炭素
または導電性カーボンと、ＰＴＦＥ、四フッ化エチレン
樹脂、または含フッ素重合体樹脂との混練物をロール成
形、圧縮、押し出し、圧延、延伸あるいはこれらを組み
合わせた手段でシート状に成形して固形状活性炭を得て
いる（特開昭６２−２００７１５号、６３−１７３１１
号、６３−１０７０１１号、特開平５−１２１２６９
号、５−２８３２８７号公報参照）。
または導電性カーボンと、ＰＴＦＥ、四フッ化エチレン
樹脂、または含フッ素重合体樹脂との混練物をロール成
形、圧縮、押し出し、圧延、延伸あるいはこれらを組み
合わせた手段でシート状に成形して固形状活性炭を得て
いる（特開昭６２−２００７１５号、６３−１７３１１
号、６３−１０７０１１号、特開平５−１２１２６９
号、５−２８３２８７号公報参照）。
【０００４】アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂等を被覆した活性炭及び導電性カーボン
と、バインダーとして四フッ化エチレン樹脂及び溶剤を
混合して３本ロールで混練した後、シート状に成形して
固形状活性炭を得ている（特開平２−８２５０７号公報
参照）。
ーボネート樹脂等を被覆した活性炭及び導電性カーボン
と、バインダーとして四フッ化エチレン樹脂及び溶剤を
混合して３本ロールで混練した後、シート状に成形して
固形状活性炭を得ている（特開平２−８２５０７号公報
参照）。
【０００５】活性炭微粒子のみ、あるいはカーボン微
粒子とカーボン繊維又は活性炭粉末とメソカーボンを混
合して加圧焼結して固体カーボンを得ている（特開平３
−１３２００９号、３−２０１５１６号公報参照）。
粒子とカーボン繊維又は活性炭粉末とメソカーボンを混
合して加圧焼結して固体カーボンを得ている（特開平３
−１３２００９号、３−２０１５１６号公報参照）。
【０００６】活性炭粉末と粉末状フェノール樹脂の混
合物を射出成形して熱処理することにより固形状活性炭
−カーボン複合体を得ている（特開平６−４５１８９号
公報参照。
合物を射出成形して熱処理することにより固形状活性炭
−カーボン複合体を得ている（特開平６−４５１８９号
公報参照。
【０００７】活性炭繊維とパルプ繊維、または炭素繊
維、繊維状活性炭及び微粉末活性炭のうち２種にパル
プ、分散剤、芳香族ポリイミド樹脂繊維又はポリフロン
を加えて抄紙している（特開昭６４−９６１１号、特開
平６−６１０９３号、５−１２９１５７号公報参照）。
維、繊維状活性炭及び微粉末活性炭のうち２種にパル
プ、分散剤、芳香族ポリイミド樹脂繊維又はポリフロン
を加えて抄紙している（特開昭６４−９６１１号、特開
平６−６１０９３号、５−１２９１５７号公報参照）。
【０００８】活性炭粉末とセルロース繊維とフェノー
ル樹脂とを主成分とするプリプレグシートを作製し、圧
着、硬化、焼成している（特開平５−１２１２７１号公
報参照）。
ル樹脂とを主成分とするプリプレグシートを作製し、圧
着、硬化、焼成している（特開平５−１２１２７１号公
報参照）。
【０００９】活性炭粉末と粒状または粉末状フェノー
ル樹脂を有機溶剤に溶解させた混合物を基板上に成膜
し、熱硬化後、非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことに
より固形状活性炭を得ている（特開平４−２８８３６１
号公報参照）。
ル樹脂を有機溶剤に溶解させた混合物を基板上に成膜
し、熱硬化後、非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことに
より固形状活性炭を得ている（特開平４−２８８３６１
号公報参照）。
【００１０】硬化型球状フェノール樹脂を炭化して得
た球状炭化物と熱反応型球状フェノール樹脂とを混合
し、金型に充填し、加圧下で加熱硬化させ、不活性雰囲
気で熱処理したのち、賦活する方法がある（特開平６−
６９０７５号、６−６９０７６号、６−６９０７７号公
報参照）。
た球状炭化物と熱反応型球状フェノール樹脂とを混合
し、金型に充填し、加圧下で加熱硬化させ、不活性雰囲
気で熱処理したのち、賦活する方法がある（特開平６−
６９０７５号、６−６９０７６号、６−６９０７７号公
報参照）。
【００１１】以上のように、従来の固形状活性炭として
は、４フッ化エチレン等の樹脂と混練して成形したもの
（）、粉体を加圧焼結したもの（）、樹脂と混練
して射出成形した後熱処理したもの（）、抄紙等を使
用したプリプレグ法、圧着、熱硬化によるもの（
）、基板への成膜後熱処理するもの（）、熱間プレ
スするもの（）があった。
は、４フッ化エチレン等の樹脂と混練して成形したもの
（）、粉体を加圧焼結したもの（）、樹脂と混練
して射出成形した後熱処理したもの（）、抄紙等を使
用したプリプレグ法、圧着、熱硬化によるもの（
）、基板への成膜後熱処理するもの（）、熱間プレ
スするもの（）があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の固形
状活性炭は、活性炭の比率を高くして製造することが困
難であるため活性炭比率が低かった。そのため、この固
形状活性炭を電極に用いて電気二重層コンデンサを形成
した場合、静電容量が小さく、しかも内部抵抗の大きい
ものであった。
状活性炭は、活性炭の比率を高くして製造することが困
難であるため活性炭比率が低かった。そのため、この固
形状活性炭を電極に用いて電気二重層コンデンサを形成
した場合、静電容量が小さく、しかも内部抵抗の大きい
ものであった。
【００１３】即ち、活性炭は多数の細孔を有しており比
表面積が大きいため電気二重層コンデンサの電極に用い
た場合、電解質との界面に生じる電気二重層の電荷を多
くすることができ、静電容量を高めることができる。と
ころが、上記のように従来の固形状活性炭では活性炭成
分の比率が小さいため、静電容量を高くできないのであ
る。
表面積が大きいため電気二重層コンデンサの電極に用い
た場合、電解質との界面に生じる電気二重層の電荷を多
くすることができ、静電容量を高めることができる。と
ころが、上記のように従来の固形状活性炭では活性炭成
分の比率が小さいため、静電容量を高くできないのであ
る。
【００１４】また、従来の製造方法では熱間プレス、イ
ンジェクション、プリプレグ法等の成形を行っており、
大量生産が困難で製造コストが高いという問題点があっ
た。
ンジェクション、プリプレグ法等の成形を行っており、
大量生産が困難で製造コストが高いという問題点があっ
た。
【００１５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、活性炭
粉末及び／又は活性炭繊維と、メソフェーズの熱処理に
よる炭化物から固形状活性炭を構成したことを特徴とす
る。
粉末及び／又は活性炭繊維と、メソフェーズの熱処理に
よる炭化物から固形状活性炭を構成したことを特徴とす
る。
【００１６】また、本発明は、活性炭粉末及び／又は活
性炭繊維と、メソフェーズ及び熱可塑性樹脂等のバイン
ダー成分とを混合し、得られた混合物を成形し、非酸化
性雰囲気下で熱処理する工程から固形状活性炭を製造す
ることを特徴とする。
性炭繊維と、メソフェーズ及び熱可塑性樹脂等のバイン
ダー成分とを混合し、得られた混合物を成形し、非酸化
性雰囲気下で熱処理する工程から固形状活性炭を製造す
ることを特徴とする。
【００１７】また、本発明において、上記活性炭粉末及
び／又は活性炭繊維は５０〜９５重量％、メソフェーズ
は５〜５０重量％の範囲で混合することが好ましい。
び／又は活性炭繊維は５０〜９５重量％、メソフェーズ
は５〜５０重量％の範囲で混合することが好ましい。
【００１８】これは、活性炭粉末及び／又は活性炭繊維
が５０重量％未満でメソフェーズが５０重量％を超える
と固形状活性炭の特性が悪くなり、一方活性炭粉末及び
／又は活性炭繊維が９５重量％を超えてメソフェーズが
５重量％未満であると成形が極めて困難となるためであ
る。
が５０重量％未満でメソフェーズが５０重量％を超える
と固形状活性炭の特性が悪くなり、一方活性炭粉末及び
／又は活性炭繊維が９５重量％を超えてメソフェーズが
５重量％未満であると成形が極めて困難となるためであ
る。
【００１９】また、上記メソフェーズ成分は熱処理によ
って炭化されることから、最終的な固形状活性炭は、５
０重量％以上の活性炭粒子と、これらを結合する５０重
量％以下のメソフェーズの炭化物（カーボン）との複合
体から構成されることになる。このとき、活性炭の比率
を５０重量％以上と高くできるため、例えば電気二重層
コンデンサの電極として用いた場合、静電容量を大きく
し、内部抵抗を小さくできる。
って炭化されることから、最終的な固形状活性炭は、５
０重量％以上の活性炭粒子と、これらを結合する５０重
量％以下のメソフェーズの炭化物（カーボン）との複合
体から構成されることになる。このとき、活性炭の比率
を５０重量％以上と高くできるため、例えば電気二重層
コンデンサの電極として用いた場合、静電容量を大きく
し、内部抵抗を小さくできる。
【００２０】さらに、本発明におけるメソフェーズと
は、有機化合物から炭素を得る過程で生成される中間体
であり液晶相を有するものである。
は、有機化合物から炭素を得る過程で生成される中間体
であり液晶相を有するものである。
【００２１】一般に、有機化合物である炭素原料を加熱
すると、含有する低分子化合物が１００℃付近から蒸発
しはじめ、４００℃を超えると熱分解反応によりＣ−Ｃ
結合が解裂し、分解低分子化合物が生成する。一方、炭
化系内では、有機化合物の結合の解裂により生成したラ
ジカルの再結合、重縮合、環化、脱水素、脱アルキル、
芳香族化等の反応が進行して極めて重質の芳香族炭化水
素が生成する。この液相の粘度は、炭化系構成成分の芳
香族化、分子量の増加とともに増大し、最終的には固体
炭素体となる（液相炭化）。この過程で、芳香族分子の
規則的な集積が進めば、一種の液晶が形成され、このよ
うな状態の中間体をメソフェーズと言う。
すると、含有する低分子化合物が１００℃付近から蒸発
しはじめ、４００℃を超えると熱分解反応によりＣ−Ｃ
結合が解裂し、分解低分子化合物が生成する。一方、炭
化系内では、有機化合物の結合の解裂により生成したラ
ジカルの再結合、重縮合、環化、脱水素、脱アルキル、
芳香族化等の反応が進行して極めて重質の芳香族炭化水
素が生成する。この液相の粘度は、炭化系構成成分の芳
香族化、分子量の増加とともに増大し、最終的には固体
炭素体となる（液相炭化）。この過程で、芳香族分子の
規則的な集積が進めば、一種の液晶が形成され、このよ
うな状態の中間体をメソフェーズと言う。
【００２２】このメソフェーズは、分子群が、光学的異
方性を示す程度の規則的な配向をしているが、微視的巨
視的流動性を有する一種の液晶状態、理想的には分子配
向の溶融解による消失、冷却による再析出などをもたら
す温度の変化により、異方性と等方性間の可逆的相変化
が可能であるものとして定義される。
方性を示す程度の規則的な配向をしているが、微視的巨
視的流動性を有する一種の液晶状態、理想的には分子配
向の溶融解による消失、冷却による再析出などをもたら
す温度の変化により、異方性と等方性間の可逆的相変化
が可能であるものとして定義される。
【００２３】そして、本発明では、特にメソフェーズを
活性炭成分と混合することによって、メソフェーズは活
性炭成分の細孔を塞ぎにくいため、電気二重層コンデン
サの電極として用いた場合の静電容量を高くすることが
できる。
活性炭成分と混合することによって、メソフェーズは活
性炭成分の細孔を塞ぎにくいため、電気二重層コンデン
サの電極として用いた場合の静電容量を高くすることが
できる。
【００２４】さらに、本発明は、上記成分に加えて熱可
塑性樹脂を添加混合することを特徴とする。即ち、熱可
塑性樹脂を加えることによって、活性炭の比率を５０重
量％以上と高くしても成形時の保形性を高くし、良好に
成形を行うようにしたのである。
塑性樹脂を添加混合することを特徴とする。即ち、熱可
塑性樹脂を加えることによって、活性炭の比率を５０重
量％以上と高くしても成形時の保形性を高くし、良好に
成形を行うようにしたのである。
【００２５】上記熱可塑性樹脂としてはポリオレフィン
系ポリマー、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリアセ
タール樹脂、ポリエチレンフタレート（ＰＢＯ）、ポリ
ルロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリスチレン等を用いる。これらの
熱可塑性樹脂は活性炭とメソフェーズの合計量１００重
量部に対して、０〜６０重量部、好ましくは５〜４０重
量部の範囲で添加する。
系ポリマー、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリアセ
タール樹脂、ポリエチレンフタレート（ＰＢＯ）、ポリ
ルロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリスチレン等を用いる。これらの
熱可塑性樹脂は活性炭とメソフェーズの合計量１００重
量部に対して、０〜６０重量部、好ましくは５〜４０重
量部の範囲で添加する。
【００２６】また、本発明の固形状活性炭は、シート状
に成形して活性炭基板としたり、プレス成形等でブロッ
ク状に成形したり、押出成形により棒状や筒状とした
り、さまざまな形状とすることができる。
に成形して活性炭基板としたり、プレス成形等でブロッ
ク状に成形したり、押出成形により棒状や筒状とした
り、さまざまな形状とすることができる。
【００２７】シート状に成形する方法としては、ドクタ
ーブレード法、カレンダーロール法等を用いることがで
き、これらの方法でシート成形することによって、容易
に大量生産を行うことができる。次に、得られたシート
状成形体を所定形状に打ち抜いた後、２００〜５００℃
にて脱バインダーした後、非酸化性雰囲気下で６００〜
１１００℃、好適には７００〜９００℃にて熱処理を行
うことにより、メソフェーズ及び樹脂成分を炭化させ、
活性炭基板を得ることができる。
ーブレード法、カレンダーロール法等を用いることがで
き、これらの方法でシート成形することによって、容易
に大量生産を行うことができる。次に、得られたシート
状成形体を所定形状に打ち抜いた後、２００〜５００℃
にて脱バインダーした後、非酸化性雰囲気下で６００〜
１１００℃、好適には７００〜９００℃にて熱処理を行
うことにより、メソフェーズ及び樹脂成分を炭化させ、
活性炭基板を得ることができる。
【００２８】さらに、本発明は、上記シート状成形体を
複数積層した後、非酸化性雰囲気下で熱処理することも
できる。即ち、ドクターブレード法やカレンダーロール
法によるシート成形法では、好適に成形できる厚みが１
ｍｍ程度までであるが、得られたシート状成形体を積層
し、熱圧着、または密着液や接着剤等で接合することに
より、１ｍｍを超える厚みの製品でも容易に製造でき
る。また、複数のシート状成形体を積層することによ
り、互いの反り方向を相殺させて、熱処理時の反りの発
生量を小さくすることもできる。
複数積層した後、非酸化性雰囲気下で熱処理することも
できる。即ち、ドクターブレード法やカレンダーロール
法によるシート成形法では、好適に成形できる厚みが１
ｍｍ程度までであるが、得られたシート状成形体を積層
し、熱圧着、または密着液や接着剤等で接合することに
より、１ｍｍを超える厚みの製品でも容易に製造でき
る。また、複数のシート状成形体を積層することによ
り、互いの反り方向を相殺させて、熱処理時の反りの発
生量を小さくすることもできる。
【００２９】また、本発明は、上記固形状活性炭を電極
に用いて、図１に示すような電気二重層コンデンサー用
を構成したことを特徴とする。このとき、上記固形状活
性炭は活性炭の比率が高いため、静電容量を高くし内部
抵抗を低くすることができる。
に用いて、図１に示すような電気二重層コンデンサー用
を構成したことを特徴とする。このとき、上記固形状活
性炭は活性炭の比率が高いため、静電容量を高くし内部
抵抗を低くすることができる。
【００３０】さらに、本発明は、活性炭粉末及び／又は
活性炭繊維と、熱硬化性樹脂等のバインダー成分と、熱
可塑性樹脂を添加した後、造粒を行い、得られた顆粒を
カレンダーロール法又は乾式プレス法にて成形し、非酸
化性雰囲気下で熱処理する工程から固形状活性炭を製造
することを特徴とする。
活性炭繊維と、熱硬化性樹脂等のバインダー成分と、熱
可塑性樹脂を添加した後、造粒を行い、得られた顆粒を
カレンダーロール法又は乾式プレス法にて成形し、非酸
化性雰囲気下で熱処理する工程から固形状活性炭を製造
することを特徴とする。
【００３１】即ち、上記原料を高速混合し、熱可塑性樹
脂を加熱溶融することによって、乾式成形に必要な造粒
を行うことができる。そして、造粒された顆粒をカレン
ダーロール法又は乾式プレス法にて乾式成形することに
よって、容易に大量生産することが可能となるのであ
る。
脂を加熱溶融することによって、乾式成形に必要な造粒
を行うことができる。そして、造粒された顆粒をカレン
ダーロール法又は乾式プレス法にて乾式成形することに
よって、容易に大量生産することが可能となるのであ
る。
【００３２】次に、得られたシート状成形体を３００〜
５００℃にて脱バインダーするとともに、熱硬化性樹脂
を硬化させ、その後非酸化性雰囲気中で６００〜１００
０℃、好適には７００〜８００℃で熱処理を行うことに
より、樹脂成分を炭化させ、固形状活性炭を得ることが
できる。
５００℃にて脱バインダーするとともに、熱硬化性樹脂
を硬化させ、その後非酸化性雰囲気中で６００〜１００
０℃、好適には７００〜８００℃で熱処理を行うことに
より、樹脂成分を炭化させ、固形状活性炭を得ることが
できる。
【００３３】なお、上記原料の量は、活性炭粉末及び／
又は活性炭繊維を７０．５〜９５重量％と、熱硬化製樹
脂を５〜２９．５重量％とすることが好ましい。また、
熱硬化性樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂、フ
ェノール、ホルムアルデヒド系樹脂、ポリイミド樹脂、
不飽和ポリエステル、ビスマレイド系ポリイミド樹脂、
シアネート樹脂、熱硬化型ポリフェニレンエーテル（Ｐ
ＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）等を用い
る。
又は活性炭繊維を７０．５〜９５重量％と、熱硬化製樹
脂を５〜２９．５重量％とすることが好ましい。また、
熱硬化性樹脂としては、レゾール型フェノール樹脂、フ
ェノール、ホルムアルデヒド系樹脂、ポリイミド樹脂、
不飽和ポリエステル、ビスマレイド系ポリイミド樹脂、
シアネート樹脂、熱硬化型ポリフェニレンエーテル（Ｐ
ＰＥ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）等を用い
る。
【００３４】また、バインダー成分とは、活性炭成分を
保持し、熱処理によって炭化されるものであって、熱硬
化性樹脂の他にコールタールやメソフェーズ等を用いる
こともできる。さらに、熱可塑性樹脂としては、前述し
たものを用いる。
保持し、熱処理によって炭化されるものであって、熱硬
化性樹脂の他にコールタールやメソフェーズ等を用いる
こともできる。さらに、熱可塑性樹脂としては、前述し
たものを用いる。
【００３５】さらに、以上の本発明において、活性炭粉
末は比表面積が１２００〜２５００ｍ2 ／ｇの範囲内の
ものが好適であり、活性炭繊維を用いる場合は、繊維径
が６〜１８μｍで比表面積が７００〜２５００ｍ2 ／ｇ
の範囲内のものが好適である。
末は比表面積が１２００〜２５００ｍ2 ／ｇの範囲内の
ものが好適であり、活性炭繊維を用いる場合は、繊維径
が６〜１８μｍで比表面積が７００〜２５００ｍ2 ／ｇ
の範囲内のものが好適である。
【００３６】
【実施例】まず、メソフェーズを用いた実施例について
説明する。
説明する。
【００３７】実施例１ やしがら系活性炭粉末（ＢＥＴ法による比表面積１７０
０ｍ2 ／ｇ）とメソフェーズを表１の比率で調合し、こ
れら１００重量部に対して熱可塑性樹脂としてブチラー
ル樹脂を３０重量％、可塑剤を３０重量％、さらに溶剤
を添加した。
０ｍ2 ／ｇ）とメソフェーズを表１の比率で調合し、こ
れら１００重量部に対して熱可塑性樹脂としてブチラー
ル樹脂を３０重量％、可塑剤を３０重量％、さらに溶剤
を添加した。
【００３８】これらの原料をミルで５時間混合した後、
粘度を５０〜６０ポイズに調整し、スラリーを排出、脱
泡した後、ドクターブレード法にてテープ成形を行っ
た。乾燥温度は５０〜９０℃で、厚み１ｍｍのシート状
成形体を得た。なお、この場合のシート厚みは０．１〜
１．５ｍｍの範囲が好ましいことがわかった。
粘度を５０〜６０ポイズに調整し、スラリーを排出、脱
泡した後、ドクターブレード法にてテープ成形を行っ
た。乾燥温度は５０〜９０℃で、厚み１ｍｍのシート状
成形体を得た。なお、この場合のシート厚みは０．１〜
１．５ｍｍの範囲が好ましいことがわかった。
【００３９】得られたシート状成形体を７０×５０ｍｍ
の金型で打ち抜き、３００℃×２時間で脱バインダーを
行った後、真空中で８００℃の熱処理を行い、メソフェ
ーズを炭化させて、活性炭とカーボンの複合体である活
性炭基板を作製した。
の金型で打ち抜き、３００℃×２時間で脱バインダーを
行った後、真空中で８００℃の熱処理を行い、メソフェ
ーズを炭化させて、活性炭とカーボンの複合体である活
性炭基板を作製した。
【００４０】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表１に
示す通りである。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表１に
示す通りである。
【００４１】この結果より、活性炭粉末を９５重量％以
下としたものでは成形可能であった。また、活性炭粉末
が５０〜９５重量％のものでは、単位重量または単位体
積当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗も低い活性炭
基板が得られた。
下としたものでは成形可能であった。また、活性炭粉末
が５０〜９５重量％のものでは、単位重量または単位体
積当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗も低い活性炭
基板が得られた。
【００４２】
【表１】
【００４３】実施例２ やしがら系活性炭粉末（ＢＥＴ法による比表面積１７０
０ｍ2 ／ｇ）とメソフェーズを表２の比率で調合し、こ
れら１００重量部に対して熱可塑性樹脂としてブチラー
ル樹脂を５０重量％、可塑剤を１０重量％、さらに溶剤
を添加した。
０ｍ2 ／ｇ）とメソフェーズを表２の比率で調合し、こ
れら１００重量部に対して熱可塑性樹脂としてブチラー
ル樹脂を５０重量％、可塑剤を１０重量％、さらに溶剤
を添加した。
【００４４】これらの原料を高速攪拌機で回転数１５０
０ｒｐｍで混合して坏土を得た後、カレンダーロール成
形機にて厚み１ｍｍのシート状成形体を得た。なお、こ
の場合のシート厚みは０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ま
しいことがわかった。
０ｒｐｍで混合して坏土を得た後、カレンダーロール成
形機にて厚み１ｍｍのシート状成形体を得た。なお、こ
の場合のシート厚みは０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ま
しいことがわかった。
【００４５】得られたシート状成形体を７０×５０ｍｍ
の金型で打ち抜き、３００℃×２時間で脱バインダーを
行った後、真空中で８００℃の熱処理を行い、メソフェ
ーズを炭化させて、活性炭とカーボンの複合体である活
性炭基板を作製した。
の金型で打ち抜き、３００℃×２時間で脱バインダーを
行った後、真空中で８００℃の熱処理を行い、メソフェ
ーズを炭化させて、活性炭とカーボンの複合体である活
性炭基板を作製した。
【００４６】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表２に
示す通りである。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果は表２に
示す通りである。
【００４７】この結果より、活性炭粉末を９５重量％以
下としたものでは成形可能であった。また、活性炭粉末
が５０〜９５重量％のものでは、単位重量または単位体
積当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗も低い活性炭
基板が得られた。
下としたものでは成形可能であった。また、活性炭粉末
が５０〜９５重量％のものでは、単位重量または単位体
積当たりの静電容量が高く、かつ内部抵抗も低い活性炭
基板が得られた。
【００４８】
【表２】
【００４９】実施例３ 実施例１又は実施例２から得られた厚み０．５ｍｍのシ
ート状成形体を１５０×１５０ｍｍに切断し、２〜３枚
を積層して、８０℃、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で１
０秒間熱圧着して積層板を作製した。この後５０×７０
ｍｍに切断し、３００℃×２時間で熱効果し、脱バイン
ダを行った後、真空中で８００℃の熱処理を行い、活性
炭とカーボンの複合体である活性炭基板を作製した。
ート状成形体を１５０×１５０ｍｍに切断し、２〜３枚
を積層して、８０℃、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で１
０秒間熱圧着して積層板を作製した。この後５０×７０
ｍｍに切断し、３００℃×２時間で熱効果し、脱バイン
ダを行った後、真空中で８００℃の熱処理を行い、活性
炭とカーボンの複合体である活性炭基板を作製した。
【００５０】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗、及び反り量を測定した。
結果は表３、４に示す通りである。
を図１に示す簡易二重層コンデンサーの電極１として用
いた時の静電容量と内部抵抗、及び反り量を測定した。
結果は表３、４に示す通りである。
【００５１】熱間プレス法、射出成形法、押出成形法等
により製造した活性炭基板の反り量は０．５〜０．７ｍ
ｍであるが、表３、４に示すように積層により作製した
活性炭基板では０．０７〜０．１２ｍｍと反り量を小さ
くできることがわかる。
により製造した活性炭基板の反り量は０．５〜０．７ｍ
ｍであるが、表３、４に示すように積層により作製した
活性炭基板では０．０７〜０．１２ｍｍと反り量を小さ
くできることがわかる。
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】次に、原料を造粒し、乾式成形するように
した実施例について説明する。
した実施例について説明する。
【００５５】実施例４ フェノール系活性炭粉末（比表面積１７００ｍ2 ／ｇ）
と熱硬化性樹脂としてフェノールホルムアルデヒド樹脂
（鐘紡製ベルパールＳ８９０）を表５に示す割合で調合
し、これら１００重量部に対し、熱可塑性樹脂として３
０重量部の粉末状ブチラール樹脂と、２０重量部の可塑
剤、例えばＤＢＰを添加し、さらに溶剤を添加した。こ
れらの原料を万能混合攪拌機を用いて回転数１００ｒｐ
ｍで混合し、メッシュパス後乾燥し、顆粒を得た。
と熱硬化性樹脂としてフェノールホルムアルデヒド樹脂
（鐘紡製ベルパールＳ８９０）を表５に示す割合で調合
し、これら１００重量部に対し、熱可塑性樹脂として３
０重量部の粉末状ブチラール樹脂と、２０重量部の可塑
剤、例えばＤＢＰを添加し、さらに溶剤を添加した。こ
れらの原料を万能混合攪拌機を用いて回転数１００ｒｐ
ｍで混合し、メッシュパス後乾燥し、顆粒を得た。
【００５６】得られた顆粒をカレンダーロール成形機に
て厚み１ｍｍのシート状成形体とし、これを５０×７０
ｍｍのサイズに切断した。
て厚み１ｍｍのシート状成形体とし、これを５０×７０
ｍｍのサイズに切断した。
【００５７】また、上記と同様にして得られた顆粒を４
０ｔｏｎプレス機を使用して成形圧力１．０ｔｏｎ／ｃ
ｍ2 にて乾式プレス成形を行い、５０×７０×１ｍｍの
成形体を得た。
０ｔｏｎプレス機を使用して成形圧力１．０ｔｏｎ／ｃ
ｍ2 にて乾式プレス成形を行い、５０×７０×１ｍｍの
成形体を得た。
【００５８】これらの成形体を、４００℃×２時間でフ
ェノール樹脂の熱硬化と脱バインダーを行った後、真空
炉８００℃の熱処理を行い、フェノール樹脂を炭化させ
て活性炭とカーボンの複合体である活性炭基板を得た。
ェノール樹脂の熱硬化と脱バインダーを行った後、真空
炉８００℃の熱処理を行い、フェノール樹脂を炭化させ
て活性炭とカーボンの複合体である活性炭基板を得た。
【００５９】得られた５０×７０×１ｍｍの活性炭基板
の反り量を測定し、図１に示す電気二重層コンデンサの
電極１として用いた時の静電容量と内部抵抗を測定し
た。結果は表５のＮｏ．１〜１２に示す通りである。
の反り量を測定し、図１に示す電気二重層コンデンサの
電極１として用いた時の静電容量と内部抵抗を測定し
た。結果は表５のＮｏ．１〜１２に示す通りである。
【００６０】体を得た。
【００６１】一方、比較例として、熱間プレス成形を行
った。フェノール系活性炭粉末（比表面積１７００ｍ2
／ｇ）と熱硬化性樹脂としてフェノールホルムアルデヒ
ド樹脂（鐘紡製ベルパールＳ８９０）を混合し、５０×
７０ｍｍの金型を用いて１５０℃、圧力２００ｋｇ／ｃ
ｍ2 にて１５分間の熱間プレスを行い、５０×７０×１
ｍｍの成形体を得た。
った。フェノール系活性炭粉末（比表面積１７００ｍ2
／ｇ）と熱硬化性樹脂としてフェノールホルムアルデヒ
ド樹脂（鐘紡製ベルパールＳ８９０）を混合し、５０×
７０ｍｍの金型を用いて１５０℃、圧力２００ｋｇ／ｃ
ｍ2 にて１５分間の熱間プレスを行い、５０×７０×１
ｍｍの成形体を得た。
【００６２】さらに比較例として、インジェクション成
形を行った。フェノール系活性炭粉末（比表面積１７０
０ｍ2 ／ｇ）と熱硬化性樹脂としてフェノールホルムア
ルデヒド樹脂（鐘紡製ベルパールＳ８９０）を混合し、
これを型締め力３０ｔｏｎ、金型温度１８５℃、シリン
ダー温度９０℃、射出圧力１０００ｋｇ／ｃｍ2 の条件
で射出成形を行い、５０×７０×１ｍｍの成形体を得
た。
形を行った。フェノール系活性炭粉末（比表面積１７０
０ｍ2 ／ｇ）と熱硬化性樹脂としてフェノールホルムア
ルデヒド樹脂（鐘紡製ベルパールＳ８９０）を混合し、
これを型締め力３０ｔｏｎ、金型温度１８５℃、シリン
ダー温度９０℃、射出圧力１０００ｋｇ／ｃｍ2 の条件
で射出成形を行い、５０×７０×１ｍｍの成形体を得
た。
【００６３】それぞれの成形体を真空炉８００℃で熱処
理を行い、フェノール樹脂を炭化させて、活性炭とカー
ボンの複合体である活性炭基板を作製した。得られた基
板の反り量、及び電気二重層コンデンサの電極として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果を表５の
Ｎｏ．１３〜２０に示す。
理を行い、フェノール樹脂を炭化させて、活性炭とカー
ボンの複合体である活性炭基板を作製した。得られた基
板の反り量、及び電気二重層コンデンサの電極として用
いた時の静電容量と内部抵抗を測定した。結果を表５の
Ｎｏ．１３〜２０に示す。
【００６４】この結果より、比較例である熱間プレスや
インジェクションにより成形したもの（Ｎｏ．１３〜２
０）では、基板の反り量が０．５〜０．８ｍｍと大き
く、しかも活性炭の比率を高くした範囲では成形できな
かった。
インジェクションにより成形したもの（Ｎｏ．１３〜２
０）では、基板の反り量が０．５〜０．８ｍｍと大き
く、しかも活性炭の比率を高くした範囲では成形できな
かった。
【００６５】これらに対し、原料を造粒し、カレンダー
ロール法又は乾式プレス法で成形した本発明実施例（Ｎ
ｏ．１〜１２）では、反り量を０．１〜０．２ｍｍと小
さくし、また活性炭の比率を７０．５〜９５重量％と高
くしたものでも充分に成形でき、静電容量が高く内部抵
抗を小さくできることがわかる。
ロール法又は乾式プレス法で成形した本発明実施例（Ｎ
ｏ．１〜１２）では、反り量を０．１〜０．２ｍｍと小
さくし、また活性炭の比率を７０．５〜９５重量％と高
くしたものでも充分に成形でき、静電容量が高く内部抵
抗を小さくできることがわかる。
【００６６】
【表５】
【００６７】実施例５ 次に、実施例４における活性炭と熱硬化性樹脂の合計量
１００重量部に対し、熱可塑性樹脂としてブチラール樹
脂の添加量を表６に示すように変化させ、同様の試験を
行った。それぞれ、造粒性、成形体の生強度を○、×で
評価し、前記と同様の測定を行った。
１００重量部に対し、熱可塑性樹脂としてブチラール樹
脂の添加量を表６に示すように変化させ、同様の試験を
行った。それぞれ、造粒性、成形体の生強度を○、×で
評価し、前記と同様の測定を行った。
【００６８】結果は表６に示すように、熱可塑性樹脂の
添加量が２５重量部未満では造粒はできるが、成形体の
保形性が弱かった。したがって、造粒性、成形体の強度
の点から、熱可塑性樹脂の添加量は３０重量部以上必要
であり、好ましくは３０〜３５重量部である。
添加量が２５重量部未満では造粒はできるが、成形体の
保形性が弱かった。したがって、造粒性、成形体の強度
の点から、熱可塑性樹脂の添加量は３０重量部以上必要
であり、好ましくは３０〜３５重量部である。
【００６９】
【表６】
【００７０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、活性炭粉
末及び／又は活性炭繊維と、メソフェーズの熱処理によ
る炭化物とから固形状活性炭を構成したことによって、
活性炭成分の比率を高くしても好適に製造することがで
き、電気二重層コンデンサとして用いた場合に静電容量
を高くして内部抵抗を小さくすることができる。
末及び／又は活性炭繊維と、メソフェーズの熱処理によ
る炭化物とから固形状活性炭を構成したことによって、
活性炭成分の比率を高くしても好適に製造することがで
き、電気二重層コンデンサとして用いた場合に静電容量
を高くして内部抵抗を小さくすることができる。
【００７１】また、本発明によれば、活性炭粉末及び／
又は活性炭繊維と、メソフェーズ及び熱可塑性樹脂とを
混合し、得られた混合物を成形し、非酸化性雰囲気下で
熱処理する工程から固形状活性炭を製造することによっ
て、成形時の保形性を高めて活性炭の比率を高くしても
好適に製造することができる。
又は活性炭繊維と、メソフェーズ及び熱可塑性樹脂とを
混合し、得られた混合物を成形し、非酸化性雰囲気下で
熱処理する工程から固形状活性炭を製造することによっ
て、成形時の保形性を高めて活性炭の比率を高くしても
好適に製造することができる。
【００７２】さらに本発明によれば、活性炭粉末及び／
又は活性炭繊維と、熱硬化性樹脂等のバインダー成分
と、熱可塑性樹脂を添加した後、造粒を行い、得られた
顆粒をカレンダーロール法又は乾式プレス法にて成形
し、非酸化性雰囲気下で熱処理する工程から固形状活性
炭を製造することによって、活性炭比率の高い固形状活
性炭を容易に大量生産することができる。
又は活性炭繊維と、熱硬化性樹脂等のバインダー成分
と、熱可塑性樹脂を添加した後、造粒を行い、得られた
顆粒をカレンダーロール法又は乾式プレス法にて成形
し、非酸化性雰囲気下で熱処理する工程から固形状活性
炭を製造することによって、活性炭比率の高い固形状活
性炭を容易に大量生産することができる。
【図１】一般的な電気二重層コンデンサーを示す概略図
である。
である。
１：電極 ２：電解質
Claims (4)
- 【請求項１】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維と、メソ
フェーズの熱処理による炭化物とを含有してなる固形状
活性炭。 - 【請求項２】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維と、メソ
フェーズ及び熱可塑性樹脂等とを混合し、得られた混合
物を成形し、非酸化性雰囲気下で熱処理する工程からな
る固形状活性炭の製造方法。 - 【請求項３】請求項１記載の固形状活性炭を電極とした
ことを特徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項４】活性炭粉末及び／又は活性炭繊維と、熱硬
化性樹脂等のバインダー成分と、熱可塑性樹脂を添加し
た後、造粒を行い、得られた顆粒をカレンダーロール法
又は乾式プレス法にて成形し、非酸化性雰囲気下で熱処
理する工程からなる固形状活性炭の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20388696A JP3580644B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 固形状活性炭の製造方法およびこれによって得られた電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20388696A JP3580644B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 固形状活性炭の製造方法およびこれによって得られた電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050566A true JPH1050566A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3580644B2 JP3580644B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=16481354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20388696A Expired - Fee Related JP3580644B2 (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 固形状活性炭の製造方法およびこれによって得られた電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3580644B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034873A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Honda Motor Co., Ltd. | 分極性電極および電気二重層キャパシタ |
| JP2013049617A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-03-14 | Toc Capacitor Kk | 活性炭素多孔体の製造方法、活性炭素多孔体、および、電気二重層キャパシタ用電極 |
| CN112492765A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-12 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种新型复合介质基片制备方法 |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP20388696A patent/JP3580644B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034873A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Honda Motor Co., Ltd. | 分極性電極および電気二重層キャパシタ |
| JP4594987B2 (ja) * | 2005-09-22 | 2010-12-08 | 本田技研工業株式会社 | 分極性電極および電気二重層キャパシタ |
| US8194394B2 (en) | 2005-09-22 | 2012-06-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Polarized electrode and electric double-layer capacitor |
| JP2013049617A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-03-14 | Toc Capacitor Kk | 活性炭素多孔体の製造方法、活性炭素多孔体、および、電気二重層キャパシタ用電極 |
| CN112492765A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-12 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种新型复合介质基片制备方法 |
| CN112492765B (zh) * | 2020-11-17 | 2022-08-16 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种微波复合介质基片制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3580644B2 (ja) | 2004-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101611509A (zh) | 由碳和可交联的树脂纤维形成的用于电化学电池的电极基质 | |
| JP3356534B2 (ja) | 電解質保持板及びその製造方法 | |
| CA2000664C (en) | Process for producing a porous carbon electrode substrate for a fuel cell | |
| JPH1050566A (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサ | |
| JPH09183604A (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー | |
| KR100732532B1 (ko) | 전기방사를 이용한 페놀계 초극세 탄소섬유 및 초극세활성탄소섬유와 그 제조방법 | |
| JP3652061B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JP3602933B2 (ja) | 活性炭基板 | |
| US4950443A (en) | Process for producing carbon product with coarse and dense structure | |
| JP3592863B2 (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法 | |
| JPH08253305A (ja) | 活性炭基板及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー用電極部材 | |
| JPH0158623B2 (ja) | ||
| US4882103A (en) | Process for producing carbon product having coarse and dense structure | |
| JP2004134108A (ja) | 多孔質炭素電極基材前駆体シート状物の製造方法 | |
| JP3426896B2 (ja) | 固形状活性炭の製造方法及び電気二重層コンデンサー | |
| JPH09156915A (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー | |
| JPH09278558A (ja) | 炭素質多孔体およびその製造方法 | |
| JPH0559867B2 (ja) | ||
| JPH0851045A (ja) | 電気二重層キャパシタ用炭素材 | |
| JP3559408B2 (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサ | |
| JP3580659B2 (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー | |
| JP3574736B2 (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサ | |
| JPH0211546B2 (ja) | ||
| JPH09208313A (ja) | 固形状活性炭及びその製造方法及びこれを用いた電気二重層コンデンサー | |
| JPH0360478A (ja) | 多孔質炭素板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040514 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040706 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040720 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |