JPH11307405A - 電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法 - Google Patents

電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法

Info

Publication number
JPH11307405A
JPH11307405A JP10116692A JP11669298A JPH11307405A JP H11307405 A JPH11307405 A JP H11307405A JP 10116692 A JP10116692 A JP 10116692A JP 11669298 A JP11669298 A JP 11669298A JP H11307405 A JPH11307405 A JP H11307405A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activated carbon
double layer
layer capacitor
electric double
electrode
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.)
Pending
Application number
JP10116692A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Fujino
健 藤野
Toshikazu Takeda
敏和 竹田
Hideki Shibuya
秀樹 渋谷
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.)
Isuzu Advanced Engineering Center Ltd
Original Assignee
Isuzu Advanced Engineering Center Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Advanced Engineering Center Ltd filed Critical Isuzu Advanced Engineering Center Ltd
Priority to JP10116692A priority Critical patent/JPH11307405A/ja
Publication of JPH11307405A publication Critical patent/JPH11307405A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電容量密度が高く、アルカリ賦活炭に比べ
て安価な活性炭を提供し、そして、静電容量が大きい電
極及び電気二重キャパシタを提供する。 【解決手段】 PVDC樹脂炭化物からなる電気二重層
キャパシタ電極用活性炭において、PVDC樹脂炭化物
は、水蒸気賦活粉末とする。正極に使用する。賦活処理
は、800〜950℃で、賦活時間は30〜150mi
nで、水蒸気賦活後の活性炭収得率は、35〜65%と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層キャパ
シタ、電極及び活性炭並びにその製造方法であり、特
に、正極に特徴のある電気二重層キャパシタ、電極及び
活性炭並びにその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、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キャパシタである。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活性炭とし
て、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)樹脂(あるいは塩
化ビニリデン系共重合体)の炭化物を使用することが提
案されている(特開平7−249551号公報参照)。
このPVDC樹脂炭化物を用いた電極は、硫酸などの水
溶液電解質を用いた電気二重層キャパシタでは高容量が
得られることがわかっている。しかし、有機系電解液中
では、数F/cm3程度の容量しか得られなかった。そ
れでも、賦活すると1000〜2000m2/gの高い
比表面積をもつようにすることができ、従来の水蒸気賦
活活性炭に比べ大容量のものが得られることがわかっ
た。一般的な活性炭賦活処理方法として水蒸気、二酸化
炭素等によるガス賦活法、水酸化カリウム等のアルカリ
賦活法を使用して実施することが知られている。特にア
ルカリ賦活炭を用いたキャパシタ用電極は水蒸気賦活炭
に比べ大容量が得られるが、工業的にコストがかかるこ
と、キャパシタ用電極にしたときの電気化学的な安定性
に問題があると考えられてきた。よってこれまで工業的
に安価な水蒸気雰囲気中で賦活したフェノール樹脂炭化
物などが用いられてきた。
【0004】しかし、PVDC樹脂炭化物について、水
蒸気賦活炭はアルカリ賦活炭に近い大容量が得られるこ
とがわかった。これらの理由としては、次のようなこと
が考えられる。PVDC樹脂は、炭化時の脱塩酸反応に
より細孔直径10〜20Åの均一細孔を形成し、700
2/g程度の比表面積となる。そのため、賦活時間は
通常の炭素材料の賦活処理より非常に短時間で済む。更
に、無機不純物が非常に少ない樹脂炭化物が得られる。
この賦活時間が短く、無機不純物が少ないという特徴か
ら、賦活工程では不均一な活性化反応が起こりにくく、
安定した賦活処理が可能であると考えられる。このた
め、賦活後は細孔直径20〜50Åに均一な細孔を形成
していることがわかった。さらに炭素構造の特徴から9
00℃付近で水蒸気賦活を行うと、炭化物表面の官能基
が消失すると同時に、炭素結晶の配向が起こることによ
り有機系電気二重層キャパシタで問題となる水分や酸素
を吸着しやすい10〜20Åの細孔の消失が起こるよう
である。このため、微小細孔での電解液分解反応が起こ
りにくく容量低下が少ない。そのため、従来の一般的な
水蒸気賦活活性炭では、静電容量密度の低いものしか得
られなかったが、PVDC樹脂炭化物の水蒸気賦活活性
炭では、静電容量密度の高い電極を得られることが可能
となった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の問題
点を解決するものであり、静電容量密度が高く、アルカ
リ賦活炭に比べて安価な活性炭を提供し、そして、静電
容量が大きい電極及び電気二重キャパシタを提供するも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、PVDC樹脂
炭化物からなる電気二重層キャパシタ電極用活性炭にお
いて、前記PVDC樹脂炭化物は、水蒸気賦活粉末であ
る電気二重層キャパシタ電極用活性炭である。
【0007】また、本発明は、上記水蒸気賦活粉末は、
全細孔容積の50%以上が20〜50Åのミクロポア又
はメソポアを有する電気二重層キャパシタ電極用活性炭
である。
【0008】そして、本発明は、PVDC樹脂炭化物か
らなる電気二重層キャパシタ電極において、前記PVD
C樹脂炭化物は、水蒸気賦活活性炭である電気二重層キ
ャパシタ電極である。
【0009】更に、本発明は、正極と、負極と、有機系
電解液と、を具備する電気二重層キャパシタにおいて、
前記正極は、PVDC樹脂炭化物を水蒸気賦活した活性
炭からなる電気二重層キャパシタである。
【0010】また、本発明は、PVDC樹脂を炭化する
電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法におい
て、上記PVDC樹脂を300〜600℃で初期炭化
し、得られたPVDC樹脂炭化物を水蒸気雰囲気中で賦
活する電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法で
ある。
【0011】そして、本発明は、上記賦活処理は、80
0〜950℃での処理である電気二重層キャパシタ電極
用活性炭の製造方法である。
【0012】更に、本発明は、賦活時間は、30〜15
0minである電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製
造方法である。
【0013】また本発明は、上記PVDC樹脂の水蒸気
賦活後の活性炭収得率は、35〜65%である電気二重
層キャパシタ電極用活性炭の製造方法である。
【0014】
【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キャパシタ、電極及び活性炭
並びにその製造方法の一例について、説明する。本発明
は、有機系電解液を用いた電気二重層キャパシタ用活性
炭として、PVDC樹脂を原料とする炭化物を水蒸気賦
活するものである。PVDC樹脂炭化物を水蒸気賦活し
て得られる活性炭を用いて作製される電極は、体積当た
りの静電容量(静電容量密度)が大きく、表面酸化物が
少なく、自然電位が低いという特徴を持つ。有機系キャ
パシタの正極にこの賦活炭化物を用いると、有機系電解
液の酸化分解反応が進行しにくいという特徴を持ってい
る。また、コストはかかるが、PVDC樹脂炭化物を一
度アルカリ賦活を行い、洗浄後更に水蒸気賦活を行うこ
とで、静電容量が大きくかつ電解液の分解反応が進行し
にくい活性炭が製造できる。PVDC樹脂炭化物を水蒸
気賦活する場合、わずかな賦活時間の差によって、活性
炭の容量特性が大きく変化する。よって特に870℃以
上で賦活する場合は、水蒸気にCO2、やN2を混合する
ことによって反応速度を制御することが必要であると思
われる。
【0015】実施例1を説明する。PVDC樹脂を60
0℃にて炭化後、粉砕し、アパーチャー15mmのメッ
シュを通した。この粉末を賦活炉に入れ、900℃にて
水蒸気を導入し、30〜90min賦活した。得られた
活性炭の取得率を表1に示す。
【0016】実施例2を説明する。PVDC樹脂を60
0℃にて炭化後、粉砕し、アパーチャー15mmのメッ
シュを通した。この粉末を賦活炉に入れ、850℃にて
水蒸気を導入し、90〜120min賦活した。得られ
た活性炭の取得率を表2に示す。
【0017】実施例1及び2で賦活したPVDC樹脂炭
化物を平均粒径5μmにミリングし、導電助剤としてカ
ーボンブラックを加え、テフロンバインダを用いて結着
し電極を作製した。電解液はTEABF4(テトラエチ
ルアミンテトラフルオロボートレイト)のPC溶液を用
い、セパエータにはテフフロンの微多孔膜を用いて電気
二重層キャパシタを構成した。電極の乾燥は真空オーブ
ン中で180℃で行い、オーブン内を高純度窒素で置換
した後そのまま露点−60℃以下のグローブ中に導入
し、測定を行った。
【0018】比較例1及び2を説明する。ヤシ殻を原料
とした水蒸気賦活活性炭を使用する。それぞれ比表面積
は、比較例1が1750m2/g、比較例2が1825
2/gであった。これらの活性炭に、樹脂バインダと
カーボンブラックを加え、シート化する。得られた電極
を正極及び負極として有機系電解液を用いる電気二重層
キャパシタを構成した。
【0019】実施例1、2及び比較例1、2の電気二重
層キャパシタについて、静電容量密度を調べた。得られ
た測定結果を表1〜表3に示す。
【表1】
【表2】
【表3】
【0020】これらの測定結果をみると、賦活温度90
0℃で80〜90min処理する(実施例1)又は賦活
温度850℃で90〜120min処理する(実施例
2)と、18〜19F/cm3の静電容量密度を得るこ
とができた。これは、比較例1及び2の11〜13F/
cm3に比べて、高い静電容量密度であることがわか
る。
【0021】なお、全細孔容積の50%以上が20〜5
0Åのミクロポア又はメソポアを有するもの、そして、
活性炭取得率について35〜65%のものが、更に、水
蒸気賦活時間として30〜150minであるならば、
好ましい特性のものを得ることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、静電容量密度が高く、
アルカリ賦活炭に比べて安価な活性炭を得ることがで
き、そして、静電容量が大きい電極及び電気二重キャパ
シタを得ることが可能である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PVDC樹脂炭化物からなる電気二重層
    キャパシタ電極用活性炭において、 前記PVDC樹脂炭化物は、水蒸気賦活粉末であること
    を特徴とする電気二重層キャパシタ電極用活性炭。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電気二重層キャパシタ電
    極用活性炭において、 上記水蒸気賦活粉末は、全細孔容積の50%以上が20
    〜50Åのミクロポア又はメソポアを有することを特徴
    とする電気二重層キャパシタ電極用活性炭。
  3. 【請求項3】 PVDC樹脂炭化物からなる電気二重層
    キャパシタ電極において、 前記PVDC樹脂炭化物は、水蒸気賦活活性炭であるこ
    とを特徴とする電気二重層キャパシタ電極。
  4. 【請求項4】 正極と、負極と、有機系電解液と、を具
    備する電気二重層キャパシタにおいて、 前記正極は、PVDC樹脂炭化物を水蒸気賦活した活性
    炭からなることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
  5. 【請求項5】 PVDC樹脂を炭化する電気二重層キャ
    パシタ電極用活性炭の製造方法において、 上記PVDC樹脂を300〜600℃で初期炭化し、得
    られたPVDC樹脂炭化物を水蒸気雰囲気中で賦活する
    ことを特徴とする電気二重層キャパシタ電極用活性炭の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の電気二重層キャパシタ電
    極用活性炭の製造方法において、 上記賦活処理は、800〜950℃での処理であること
    を特徴とする電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6に記載の電気二重層キャ
    パシタ電極用活性炭の製造方法において、 賦活時間は、30〜150minであることを特徴とす
    る電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項5〜7のいずれか1項に記載の電
    気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法において、 上記PVDC樹脂の水蒸気賦活後の活性炭収得率は、3
    5〜65%であることを特徴とする電気二重層キャパシ
    タ電極用活性炭の製造方法。
JP10116692A 1998-04-27 1998-04-27 電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法 Pending JPH11307405A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10116692A JPH11307405A (ja) 1998-04-27 1998-04-27 電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10116692A JPH11307405A (ja) 1998-04-27 1998-04-27 電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11307405A true JPH11307405A (ja) 1999-11-05

Family

ID=14693502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10116692A Pending JPH11307405A (ja) 1998-04-27 1998-04-27 電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11307405A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002033249A (ja) * 2000-05-09 2002-01-31 Mitsubishi Chemicals Corp 電気二重層キャパシタ用活性炭
JP2002308614A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Adchemco Corp 粉状活性炭、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
JP2006128049A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Toshiba Corp 蓄電用電子部品
JP2008060282A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Seiko Instruments Inc 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
JP2014064030A (ja) * 2011-12-29 2014-04-10 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 電気化学キャパシタ

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002033249A (ja) * 2000-05-09 2002-01-31 Mitsubishi Chemicals Corp 電気二重層キャパシタ用活性炭
JP4618929B2 (ja) * 2000-05-09 2011-01-26 三菱化学株式会社 電気二重層キャパシタ用活性炭
JP2002308614A (ja) * 2001-04-11 2002-10-23 Adchemco Corp 粉状活性炭、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
JP2006128049A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Toshiba Corp 蓄電用電子部品
JP2008060282A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Seiko Instruments Inc 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
JP2014064030A (ja) * 2011-12-29 2014-04-10 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 電気化学キャパシタ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100569188B1 (ko) 탄소-다공성 지지체 복합 전극 및 그 제조방법
JP4616052B2 (ja) 電気二重層キャパシタ用電極材料及びその製造方法、電気二重層キャパシタ用電極、及び、電気二重層キャパシタ
JP5015146B2 (ja) エネルギー貯蔵システム用の電極と、その製造方法と、この電極を含むエネルギー貯蔵システム
JP4054746B2 (ja) 電気二重層キャパシタ、その電極用活性炭とその製造方法
JP2011111384A (ja) 窒素含有多孔質炭素材料とその製造方法、及び該窒素含有多孔質炭素材料を用いた電気二重層キャパシタ
KR102113719B1 (ko) 활성탄 및 이의 제조방법
KR20110137388A (ko) 전기 이중층 커패시터 전극용 탄소 재료 및 이의 제조방법
JP2014530502A (ja) 高電圧電気化学的二重層キャパシタ
JP2014001093A (ja) 多孔質炭素材料およびその製造方法、並びにそれを用いた電気二重層キャパシタ
WO2014024921A1 (ja) キャパシタ
JP4576374B2 (ja) 活性炭、その製造方法及びその用途
KR20200055698A (ko) 활성탄 및 이의 제조방법
KR102040379B1 (ko) 전극소재용 활성탄의 제조방법
JP2006004978A (ja) 電気二重層キャパシタ
KR101948020B1 (ko) 전극소재용 활성탄의 제조방법
KR20180065296A (ko) 고성능 다공성 활성탄 및 그의 제조방법
JPH11307405A (ja) 電気二重層キャパシタ、電極及び活性炭並びにその製造方法
JP4916632B2 (ja) 気相法炭素繊維およびその用途
JPH11307404A (ja) 電気二重層キャパシタ及び正極用活性炭並びに電気二重層キャパシタの製造方法
JP4179581B2 (ja) 活性炭及びその製造方法並びにその用途
JP2005347517A (ja) 電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製造方法
JP5604227B2 (ja) キャパシタ用活性炭の製造方法及び活性炭
JP2006278364A (ja) 電気二重層キャパシタ用分極性電極および電気二重層キャパシタ
KR101580892B1 (ko) 슈퍼커패시터용 피치 기반 탄소/망간산화물 복합체의 제조방법
JP7130750B2 (ja) 電極素材用活性炭の製造方法