JPH11297576A - 活性炭電極とその製造方法および電気二重層キャパシタ - Google Patents
活性炭電極とその製造方法および電気二重層キャパシタInfo
- Publication number
- JPH11297576A JPH11297576A JP10100776A JP10077698A JPH11297576A JP H11297576 A JPH11297576 A JP H11297576A JP 10100776 A JP10100776 A JP 10100776A JP 10077698 A JP10077698 A JP 10077698A JP H11297576 A JPH11297576 A JP H11297576A
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- Japan
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- current collector
- active
- carbon electrode
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の活性炭繊維を電極として用いた電気二
重層キャパシタは、繊維状であるため空隙が大きく、体
積あたりの容量が小さく、また電気抵抗が大きいという
課題であった。 【解決手段】 以上の課題を解決するため、本発明の活
性炭繊維電極は、粉末活性炭と導電剤および結着剤とを
埋設した活性炭繊維を、集電体に電気的に接触させた構
成とする。
重層キャパシタは、繊維状であるため空隙が大きく、体
積あたりの容量が小さく、また電気抵抗が大きいという
課題であった。 【解決手段】 以上の課題を解決するため、本発明の活
性炭繊維電極は、粉末活性炭と導電剤および結着剤とを
埋設した活性炭繊維を、集電体に電気的に接触させた構
成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、活性炭電極とそ
の製造方法、およびこれを用いた電気二重層キャパシタ
に関する。
の製造方法、およびこれを用いた電気二重層キャパシタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、電気二重層キャパシタはマイクロ
コンピュータ、メモリ、タイマー等のバックアップ用電
源に用いられている。従来より電気二重層キャパシタに
は、活性炭電極が使用されており、活性炭繊維または粉
末活性炭と、導電剤および結着剤からなる混合物を集電
体に接着した電極が用いられている。
コンピュータ、メモリ、タイマー等のバックアップ用電
源に用いられている。従来より電気二重層キャパシタに
は、活性炭電極が使用されており、活性炭繊維または粉
末活性炭と、導電剤および結着剤からなる混合物を集電
体に接着した電極が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電極に活性
炭繊維を用いた電極は、見かけの体積あたりの容量は大
きいものの、繊維状であるため空隙が大きく、実体積あ
たりの容量が小さくなる。さらに導電剤を含まないた
め、電気抵抗が大きくなるという課題であった。
炭繊維を用いた電極は、見かけの体積あたりの容量は大
きいものの、繊維状であるため空隙が大きく、実体積あ
たりの容量が小さくなる。さらに導電剤を含まないた
め、電気抵抗が大きくなるという課題であった。
【０００４】一方、粉末活性炭と導電剤および結着剤か
らなる混合物を集電体に接着した電極は、体積あたりの
活性炭比率が小さいことが課題であった。
らなる混合物を集電体に接着した電極は、体積あたりの
活性炭比率が小さいことが課題であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め本発明の活性炭電極は、粉末活性炭と導電剤および結
着剤とを埋設した活性炭繊維層と、前記活性炭繊維層と
電気的接続を有する集電体を具備したことを特徴とす
る。
め本発明の活性炭電極は、粉末活性炭と導電剤および結
着剤とを埋設した活性炭繊維層と、前記活性炭繊維層と
電気的接続を有する集電体を具備したことを特徴とす
る。
【０００６】この時、導電剤は、アセチレンブラックま
たはケッチェンブラックの少なくとも一方を含有するこ
とが望ましい。
たはケッチェンブラックの少なくとも一方を含有するこ
とが望ましい。
【０００７】また、集電体は、アルミニウム、チタンま
たはタンタルの少なくとも１種の金属を含有することが
望ましい。
たはタンタルの少なくとも１種の金属を含有することが
望ましい。
【０００８】以上の活性炭繊維電極の製造方法は、粉末
活性炭と、導電剤と、結着剤および水とをペースト化す
る工程と、前記ペーストを活性炭繊維に埋設する工程
と、前記活性炭繊維を集電体に電気的に接触させる工程
とを有することを特徴とする。
活性炭と、導電剤と、結着剤および水とをペースト化す
る工程と、前記ペーストを活性炭繊維に埋設する工程
と、前記活性炭繊維を集電体に電気的に接触させる工程
とを有することを特徴とする。
【０００９】また、活性炭繊維を集電体に電気的に接触
させる工程は、導電剤と結着剤を含む混合物を集電体に
塗布した後、前記塗布層を介して前記集電体と活性炭繊
維を加圧し、更に不活性ガス中で加熱することにより前
記塗布層に含まれる前記結着剤の少なくとも一部を炭化
させることを特徴とする。
させる工程は、導電剤と結着剤を含む混合物を集電体に
塗布した後、前記塗布層を介して前記集電体と活性炭繊
維を加圧し、更に不活性ガス中で加熱することにより前
記塗布層に含まれる前記結着剤の少なくとも一部を炭化
させることを特徴とする。
【００１０】このような活性炭繊維電極を電気二重層キ
ャパシタに用いると、電気二重層キャパシタの電極体中
の活性炭の体積分率が向上し、高容量の電気二重層キャ
パシタを提供できる。
ャパシタに用いると、電気二重層キャパシタの電極体中
の活性炭の体積分率が向上し、高容量の電気二重層キャ
パシタを提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて、本発明の
実施の形態を具体的に説明する。
実施の形態を具体的に説明する。
【００１２】（実施例１）２ｇのフェノール樹脂粉末を
５０ｃｃのメタノールに溶解した後、これに表１に示し
た導電剤Ａを添加し、均一になるまで分散混合すること
で、導電性接着剤を作製した。
５０ｃｃのメタノールに溶解した後、これに表１に示し
た導電剤Ａを添加し、均一になるまで分散混合すること
で、導電性接着剤を作製した。
【００１３】次に、フェノール系樹脂を原料とする活性
炭繊維と、表１に示した金属を材料とする集電金属とを
前記導電性接着剤を用いて接着した。ここで用いたフェ
ノール系活性炭繊維の外寸法は５０×３０×０．５ｍ
ｍ、また集電体の寸法は５０×３０×０．０５ｍｍであ
る。
炭繊維と、表１に示した金属を材料とする集電金属とを
前記導電性接着剤を用いて接着した。ここで用いたフェ
ノール系活性炭繊維の外寸法は５０×３０×０．５ｍ
ｍ、また集電体の寸法は５０×３０×０．０５ｍｍであ
る。
【００１４】次に、平均粒径５μｍのフェノール系樹脂
を原料とする活性炭粉末と、フェノール樹脂と、表１に
示した導電剤Ｂと、メタノールとを、１０：１．２：
２：２００の重量比で均一になるまで分散混合し、これ
を上述の集電金属を取り付けた活性炭繊維の活性炭繊維
面に塗布した。この後、これを１５０℃で１時間乾燥
し、さらに窒素中６００℃で１時間加熱することで本実
施例の活性炭電極を作製した。
を原料とする活性炭粉末と、フェノール樹脂と、表１に
示した導電剤Ｂと、メタノールとを、１０：１．２：
２：２００の重量比で均一になるまで分散混合し、これ
を上述の集電金属を取り付けた活性炭繊維の活性炭繊維
面に塗布した。この後、これを１５０℃で１時間乾燥
し、さらに窒素中６００℃で１時間加熱することで本実
施例の活性炭電極を作製した。
【００１５】（比較例１）また、これに対する比較例と
して、（活性炭粉末と、フェノール樹脂と、表１中に示
した導電剤Ｂと、メタノールとの混合物）を、活性炭繊
維へ塗布していないものを作製した。この比較例の構成
は、活性炭繊維へ前記塗布層を形成していないこと以外
は、上述の実施例と同一である。
して、（活性炭粉末と、フェノール樹脂と、表１中に示
した導電剤Ｂと、メタノールとの混合物）を、活性炭繊
維へ塗布していないものを作製した。この比較例の構成
は、活性炭繊維へ前記塗布層を形成していないこと以外
は、上述の実施例と同一である。
【００１６】このようにして得た本発明の活性炭電極
と、比較例の活性炭電極を用い、電気二重層キャパシタ
を作製し、その特性を評価した。素子の作製は、上述の
電極２枚を、ポリプロピレン製のセパレータを介して対
向するように重ねあわせ、これを０．５ｍｏｌ／ｌ−テ
トラエチルアンモニウムパークロレイト／プロピレンカ
ーボネートの電解液に浸し、真空引きすることにより作
製した。
と、比較例の活性炭電極を用い、電気二重層キャパシタ
を作製し、その特性を評価した。素子の作製は、上述の
電極２枚を、ポリプロピレン製のセパレータを介して対
向するように重ねあわせ、これを０．５ｍｏｌ／ｌ−テ
トラエチルアンモニウムパークロレイト／プロピレンカ
ーボネートの電解液に浸し、真空引きすることにより作
製した。
【００１７】（比較例２）平均粒径５μｍのフェノール
系樹脂を原料とする活性炭粉末と、カルボキシメチルセ
ルロースのアンモニウム塩と、アセチレンブラックと、
水とを、１０：１．２：２：２０の重量比で秤量し、こ
れを混錬しで粘土状混錬物を作製した。これを外寸で５
０×３０×０．５（ｍｍ）に成形した後、１５０℃で乾
燥した。これに、実施例１で作製した導電性接着剤を用
いて、外寸５０×３０×０．０５（ｍｍ）の集電体金属
を接着し、本比較例の電極体を得た。
系樹脂を原料とする活性炭粉末と、カルボキシメチルセ
ルロースのアンモニウム塩と、アセチレンブラックと、
水とを、１０：１．２：２：２０の重量比で秤量し、こ
れを混錬しで粘土状混錬物を作製した。これを外寸で５
０×３０×０．５（ｍｍ）に成形した後、１５０℃で乾
燥した。これに、実施例１で作製した導電性接着剤を用
いて、外寸５０×３０×０．０５（ｍｍ）の集電体金属
を接着し、本比較例の電極体を得た。
【００１８】これを実施例と同じく、2枚の電極体がセ
パレータを介して対向するように重ねあわせ、プロピレ
ンカーボネートにテトラエチルアンモニウムパークロレ
イトを０．５ｍｏｌ／ｌ添加した電解液の中で真空引き
することにより、電解液を分極性電極、セパレータに含
浸し、電気二重層キャパシタを作製した。
パレータを介して対向するように重ねあわせ、プロピレ
ンカーボネートにテトラエチルアンモニウムパークロレ
イトを０．５ｍｏｌ／ｌ添加した電解液の中で真空引き
することにより、電解液を分極性電極、セパレータに含
浸し、電気二重層キャパシタを作製した。
【００１９】このようにして作製した電気二重層キャパ
シタの特性を評価した。評価は交流インピーダンス（１
ｋＨｚ）および放電容量の測定により行った。その結果
を表１に示した。
シタの特性を評価した。評価は交流インピーダンス（１
ｋＨｚ）および放電容量の測定により行った。その結果
を表１に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１において、比較例１の素子は、実体積
あたりの放電容量は実施例の素子と同等であるが、イン
ピーダンスが大きい。また、比較例２の素子は、インピ
ーダンスは小さいが、放電容量が小さい。このように、
実施例の素子は、容量及びインピーダンスの点で、比較
例の素子に比べ総合的に優れたものであるといえる。
あたりの放電容量は実施例の素子と同等であるが、イン
ピーダンスが大きい。また、比較例２の素子は、インピ
ーダンスは小さいが、放電容量が小さい。このように、
実施例の素子は、容量及びインピーダンスの点で、比較
例の素子に比べ総合的に優れたものであるといえる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の構成、製造法に
よれば従来より高容量、低抵抗な電気二重層キャパシタ
が得られる。
よれば従来より高容量、低抵抗な電気二重層キャパシタ
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 粉末活性炭と導電剤および結着剤とを埋
設した活性炭繊維層と、前記活性炭繊維層と電気的接続
を有する集電体とを具備した活性炭電極。 - 【請求項２】 導電剤は、アセチレンブラックまたはケ
ッチェンブラックの少なくとも一方を含有することを特
徴とする請求項１記載の活性炭電極。 - 【請求項３】 集電体は、アルミニウム、チタンまたは
タンタルの少なくとも１種の金属を含有することを特徴
とする請求項１または２記載の活性炭電極。 - 【請求項４】 粉末活性炭と、導電剤と、結着剤および
水とをペースト化する工程と、前記ペーストを活性炭繊
維に埋設する工程と、前記活性炭繊維を集電体に電気的
に接触させる工程とを有することを特徴とする活性炭電
極の製造方法。 - 【請求項５】 活性炭繊維を集電体に電気的に接触させ
る工程は、導電剤と結着剤とを含む混合物を集電体に塗
布した後、前記塗布層を介して前記集電体と活性炭繊維
を加圧することを特徴とする請求項4記載の活性炭電極
の製造方法。 - 【請求項６】 活性炭繊維を集電体に電気的に接触させ
る工程は、導電剤と結着剤を含む混合物を集電体に塗布
した後、前記塗布層を介して前記集電体と活性炭繊維を
加圧し、更に不活性ガス中で加熱することにより前記塗
布層に含まれる前記結着剤の少なくとも一部を炭化させ
ることを特徴とする請求項4記載の活性炭電極の製造方
法。 - 【請求項７】 請求項１，２又は３記載の活性炭電極と
電解液を具備した電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100776A JPH11297576A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 活性炭電極とその製造方法および電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100776A JPH11297576A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 活性炭電極とその製造方法および電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297576A true JPH11297576A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14282891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10100776A Pending JPH11297576A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 活性炭電極とその製造方法および電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007125282A2 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Imperial Innovations Limited | Energy storage device |
| CN103258657A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-21 | 南京双登科技发展研究院有限公司 | 有机混合型电容器电极的制作方法 |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP10100776A patent/JPH11297576A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007125282A2 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Imperial Innovations Limited | Energy storage device |
| WO2007125282A3 (en) * | 2006-04-21 | 2008-02-07 | Imp Innovations Ltd | Energy storage device |
| CN103258657A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-21 | 南京双登科技发展研究院有限公司 | 有机混合型电容器电极的制作方法 |
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