JPH11121297A - 電気二重層コンデンサ及び炭素電極 - Google Patents
電気二重層コンデンサ及び炭素電極Info
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- JPH11121297A JPH11121297A JP9281665A JP28166597A JPH11121297A JP H11121297 A JPH11121297 A JP H11121297A JP 9281665 A JP9281665 A JP 9281665A JP 28166597 A JP28166597 A JP 28166597A JP H11121297 A JPH11121297 A JP H11121297A
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- JP
- Japan
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- electric double
- electrode
- layer capacitor
- carbon
- carbon powder
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気二重層領域として使用する電極の表面積
を増大させた電気二重層コンデンサ及び炭素電極を提供
する。 【解決手段】 電気二重層コンデンサ用炭素電極の電極
材料として使用するカーボン粉末は、表面が親水性のも
のとする。極性官能基を導入し、２９８Ｋにおける水吸
着特性曲線が上に凸となり親水性となるようにする。
を増大させた電気二重層コンデンサ及び炭素電極を提供
する。 【解決手段】 電気二重層コンデンサ用炭素電極の電極
材料として使用するカーボン粉末は、表面が親水性のも
のとする。極性官能基を導入し、２９８Ｋにおける水吸
着特性曲線が上に凸となり親水性となるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサ及び炭素電極であり、特に、使用する電極材料が親
水性のものを使用する電気二重層コンデンサ用炭素電極
に関する。
ンサ及び炭素電極であり、特に、使用する電極材料が親
水性のものを使用する電気二重層コンデンサ用炭素電極
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、活性炭の粉末
に電解液をしみこませ、活性炭と電解液の界面にできる
電気二重層の静電容量を利用したコンデンサである。耐
電圧、最高使用温度は、電解液の分解電圧・温度に依存
しており、定格電圧は数Ｖと低いが、ファラッドオーダ
の静電容量が容易に得られることから、電池の代わりに
半導体メモリ（Ｄ−ＲＡＭ）のバックアップ用等の低電
流密度の用途に多く用いられるようになっており、最近
では、もっと電流密度の高い用途、例えば車載鉛蓄電池
の代わり、にも使用することが研究されている。
に電解液をしみこませ、活性炭と電解液の界面にできる
電気二重層の静電容量を利用したコンデンサである。耐
電圧、最高使用温度は、電解液の分解電圧・温度に依存
しており、定格電圧は数Ｖと低いが、ファラッドオーダ
の静電容量が容易に得られることから、電池の代わりに
半導体メモリ（Ｄ−ＲＡＭ）のバックアップ用等の低電
流密度の用途に多く用いられるようになっており、最近
では、もっと電流密度の高い用途、例えば車載鉛蓄電池
の代わり、にも使用することが研究されている。
【０００３】従来、電気二重層コンデンサ用電極とし
て、活性炭にバインダ、例えばフェノール樹脂や熱可塑
性樹脂、を混入させ焼結したものや焼結後に腑活処理
（酸化による不純物除去処理）したものを用いていた。
その場合、活性炭が疎水性を示すために、その大きな表
面積すべてを電気二重層領域として使用することができ
ないため、充電容量に限界があった。
て、活性炭にバインダ、例えばフェノール樹脂や熱可塑
性樹脂、を混入させ焼結したものや焼結後に腑活処理
（酸化による不純物除去処理）したものを用いていた。
その場合、活性炭が疎水性を示すために、その大きな表
面積すべてを電気二重層領域として使用することができ
ないため、充電容量に限界があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気二重層
領域として使用する表面積を増大させた電気二重層コン
デンサ及び炭素電極を提供するものである。
領域として使用する表面積を増大させた電気二重層コン
デンサ及び炭素電極を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極材料とし
てカーボン粉末を用いる電気二重層コンデンサ用炭素電
極において、前記カーボン粉末は、表面が親水性のもの
である電気二重層コンデンサ用炭素電極である。
てカーボン粉末を用いる電気二重層コンデンサ用炭素電
極において、前記カーボン粉末は、表面が親水性のもの
である電気二重層コンデンサ用炭素電極である。
【０００６】また、本発明は、上記カーボン粉末は、極
性官能基を導入したものである電気二重層コンデンサ用
炭素電極である。
性官能基を導入したものである電気二重層コンデンサ用
炭素電極である。
【０００７】そして、本発明は、上記カーボン粉末は、
２９８Ｋにおける水吸着特性曲線が上に凸となり親水性
を示している電気二重層コンデンサ用炭素電極である。
２９８Ｋにおける水吸着特性曲線が上に凸となり親水性
を示している電気二重層コンデンサ用炭素電極である。
【０００８】そして、本発明は、炭素電極を具備する電
気二重層コンデンサにおいて、前記炭素電極は、表面が
親水性であるカーボン粉末を電極材料としたものである
電気二重層コンデンサである。
気二重層コンデンサにおいて、前記炭素電極は、表面が
親水性であるカーボン粉末を電極材料としたものである
電気二重層コンデンサである。
【０００９】更に、本発明は、使用する電解液の溶媒が
水である電気二重層コンデンサである。
水である電気二重層コンデンサである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態を説明
する。本発明の電気二重層コンデンサ及び炭素電極の実
施例を説明する。本発明の電気二重層コンデンサ用炭素
電極の製造方法の一実施例を説明する。本実施例の炭素
電極の電極材料として用いるカーボン粉末を熱炭化して
作製する。これに腑活処理を施した後に、２００℃、１
００％の熱濃硫酸に１．５時間浸漬し、表面に親水性を
付与したカーボン粉末を得た。この粉末を８００℃で焼
結し、電気二重層コンデンサ用炭素電極を作製した。
する。本発明の電気二重層コンデンサ及び炭素電極の実
施例を説明する。本発明の電気二重層コンデンサ用炭素
電極の製造方法の一実施例を説明する。本実施例の炭素
電極の電極材料として用いるカーボン粉末を熱炭化して
作製する。これに腑活処理を施した後に、２００℃、１
００％の熱濃硫酸に１．５時間浸漬し、表面に親水性を
付与したカーボン粉末を得た。この粉末を８００℃で焼
結し、電気二重層コンデンサ用炭素電極を作製した。
【００１１】比較例として、熱濃硫酸処理のみを行わ
ず、他を実施例と同様にして炭素電極を作製した。
ず、他を実施例と同様にして炭素電極を作製した。
【００１２】本実施例及び比較例の炭素電極の特性を測
定した。水の吸着特性は、２９８Ｋにおいて、水の相対
圧と吸着量を測定することにより求めた。また、電極の
ＥＤＬＣ特性は、電流密度０．０１、０．１及び１Ａ／
ｃｍ2における放電時電圧降下が６０％から５０％まで
の時間を測定して求めた。その測定結果を図１及び図２
に示す。
定した。水の吸着特性は、２９８Ｋにおいて、水の相対
圧と吸着量を測定することにより求めた。また、電極の
ＥＤＬＣ特性は、電流密度０．０１、０．１及び１Ａ／
ｃｍ2における放電時電圧降下が６０％から５０％まで
の時間を測定して求めた。その測定結果を図１及び図２
に示す。
【００１３】本実施例の炭素電極について、水吸着曲線
は、比較例の炭素電極にみられるような疎水性特有のは
っきりした下に凸な曲線を示していない。これは、水系
電解液との接触面積が増大していることを示しており、
親水性が増しているからである（図１参照）。そして、
実施例で作製された炭素電極と水系電解液を用いて作製
した電気二重層コンデンサは、比較例の炭素電極を用い
た電気二重層コンデンサに比べて、ＥＤＬＣ特性の向上
がみられた（図２参照）。特に、電流密度０．０１及び
０．１Ａ／ｃｍ2において、向上しているのがわかる。
これは、電極材料に親水性のカーボン粉末を使用して、
電解液に接する炭素電極の表面積が増加したことにより
生じたものである。
は、比較例の炭素電極にみられるような疎水性特有のは
っきりした下に凸な曲線を示していない。これは、水系
電解液との接触面積が増大していることを示しており、
親水性が増しているからである（図１参照）。そして、
実施例で作製された炭素電極と水系電解液を用いて作製
した電気二重層コンデンサは、比較例の炭素電極を用い
た電気二重層コンデンサに比べて、ＥＤＬＣ特性の向上
がみられた（図２参照）。特に、電流密度０．０１及び
０．１Ａ／ｃｍ2において、向上しているのがわかる。
これは、電極材料に親水性のカーボン粉末を使用して、
電解液に接する炭素電極の表面積が増加したことにより
生じたものである。
【００１４】炭素電極に使用されるカーボン粉末の表面
の親水性とするためには、極性官能基（例えばアルコー
ル基、ケトン基、カルボン酸基、スルホン酸基、ニトロ
基等）を導入したもので良く、熱濃硫酸への浸漬処理以
外に、ＨＮＯ3処理、ＨＣｌＯ4処理、ＮａＣｌＯ処理等
でも実施することができる。
の親水性とするためには、極性官能基（例えばアルコー
ル基、ケトン基、カルボン酸基、スルホン酸基、ニトロ
基等）を導入したもので良く、熱濃硫酸への浸漬処理以
外に、ＨＮＯ3処理、ＨＣｌＯ4処理、ＮａＣｌＯ処理等
でも実施することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、電気二重層領域として
使用する表面積を増大させた電気二重層コンデンサ及び
炭素電極を得ることができる。
使用する表面積を増大させた電気二重層コンデンサ及び
炭素電極を得ることができる。
【図１】本実施例の炭素電極の水吸着曲線の特性説明
図。
図。
【図２】本実施例の炭素電極のＥＤＬＣ特性の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 秀樹 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 鈴木 敏厚 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 電極材料としてカーボン粉末を用いる電
気二重層コンデンサ用炭素電極において、 前記カーボン粉末は、表面が親水性のものであることを
特徴とする電気二重層コンデンサ用炭素電極。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気二重層コンデンサ用
炭素電極において、 上記カーボン粉末は、極性官能基を導入したものである
ことを特徴とする電気二重層コンデンサ用炭素電極。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電気二重層コン
デンサ用炭素電極において、 上記カーボン粉末は、２９８Ｋにおける水吸着特性曲線
が上に凸となり親水性を示していることを特徴とする電
気二重層コンデンサ用炭素電極。 - 【請求項４】 炭素電極を具備する電気二重層コンデン
サにおいて、 前記炭素電極は、表面が親水性であるカーボン粉末を電
極材料としたものであることを特徴とする電気二重層コ
ンデンサ。 - 【請求項５】 請求項４記載の電気二重層コンデンサに
おいて、 使用する電解液の溶媒が水であることを特徴とする電気
二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9281665A JPH11121297A (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 電気二重層コンデンサ及び炭素電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9281665A JPH11121297A (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 電気二重層コンデンサ及び炭素電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121297A true JPH11121297A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17642278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9281665A Pending JPH11121297A (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 電気二重層コンデンサ及び炭素電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121297A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016026985A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 活性炭の製造方法 |
| US10886539B2 (en) | 2015-02-18 | 2021-01-05 | Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. | Catalyst-carrier carbon material, solid-polymer fuel cell catalyst, solid-polymer fuel cell, and method for manufacturing catalyst-carrier carbon material |
-
1997
- 1997-10-15 JP JP9281665A patent/JPH11121297A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016026985A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-02-18 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 活性炭の製造方法 |
| US10886539B2 (en) | 2015-02-18 | 2021-01-05 | Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. | Catalyst-carrier carbon material, solid-polymer fuel cell catalyst, solid-polymer fuel cell, and method for manufacturing catalyst-carrier carbon material |
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