JPH1154376A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH1154376A JPH1154376A JP9212787A JP21278797A JPH1154376A JP H1154376 A JPH1154376 A JP H1154376A JP 9212787 A JP9212787 A JP 9212787A JP 21278797 A JP21278797 A JP 21278797A JP H1154376 A JPH1154376 A JP H1154376A
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 非水系電解液の電気伝導度、耐電圧および耐
熱性を向上させることができるともに、陰極側分極性電
極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出
しリードの表面で発生する強アルカリ成分を消失させる
ことができ、これにより、内部抵抗が低く、かつ耐電圧
ならびに耐熱性が高く、しかも封口体の封口性能が低下
することもない電気二重層コンデンサを提供する。 【解決手段】 分極性電極と、この分極性電極に含浸さ
れる非水系電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質
を第四級オニウム塩と（化１）または（化２）で示され
る電解質カチオン成分を有する塩の混合系電解質で構成
したものである。 （式中Ｒ１は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１
〜２０の炭化水素基または水素原子；Ｒ２、Ｒ３、
Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ水酸基、アミノ基、ニトロ基、
シアノ基、カルボキシル基、エーテル基、もしくはアル
デヒド基を有していてもよい、炭素数１〜１０の炭化水
素基を示す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の一部
またはすべてが相互に結合して環を形成していてもよ
い。）
熱性を向上させることができるともに、陰極側分極性電
極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出
しリードの表面で発生する強アルカリ成分を消失させる
ことができ、これにより、内部抵抗が低く、かつ耐電圧
ならびに耐熱性が高く、しかも封口体の封口性能が低下
することもない電気二重層コンデンサを提供する。 【解決手段】 分極性電極と、この分極性電極に含浸さ
れる非水系電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質
を第四級オニウム塩と（化１）または（化２）で示され
る電解質カチオン成分を有する塩の混合系電解質で構成
したものである。 （式中Ｒ１は、水酸基で置換されていてもよい炭素数１
〜２０の炭化水素基または水素原子；Ｒ２、Ｒ３、
Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ水酸基、アミノ基、ニトロ基、
シアノ基、カルボキシル基、エーテル基、もしくはアル
デヒド基を有していてもよい、炭素数１〜１０の炭化水
素基を示す。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５の一部
またはすべてが相互に結合して環を形成していてもよ
い。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に利用
される電気二重層コンデンサに関するものである。
される電気二重層コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にこの種の電気二重層コンデンサ
は、一対の分極性電極をその間にセパレータを介在させ
て対向させることによりコンデンサ素子を構成し、そし
てこのコンデンサ素子に電解液を含浸させることにより
構成している。そして前記分極性電極はアルミニウム箔
や銅箔に電極スラリーを所定厚みに塗布したものであっ
て、電極スラリーは活性炭、グラファイトもしくはポリ
アセン系有機半導体とカーボンブラック、アセチレンブ
ラックもしくはケッチェンブラックを混合したものにバ
インダーとしてＰＴＦＥやＣＭＣなどを加え、純水やア
ルコールで湿潤させたものである。
は、一対の分極性電極をその間にセパレータを介在させ
て対向させることによりコンデンサ素子を構成し、そし
てこのコンデンサ素子に電解液を含浸させることにより
構成している。そして前記分極性電極はアルミニウム箔
や銅箔に電極スラリーを所定厚みに塗布したものであっ
て、電極スラリーは活性炭、グラファイトもしくはポリ
アセン系有機半導体とカーボンブラック、アセチレンブ
ラックもしくはケッチェンブラックを混合したものにバ
インダーとしてＰＴＦＥやＣＭＣなどを加え、純水やア
ルコールで湿潤させたものである。
【０００３】電解液の溶媒としては、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、
スルホラン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネートまたはメチルエチルカーボネート
のいずれか１種もしくは２種以上の混合物が用いられて
いる。また、電解質カチオンとしては、第四級アンモニ
ウムもしくは第四級ホスホニウムが使用され、一方、電
解質アニオンとしては、ＢＦ4 -，ＰＦ6 -，ＣｌＯ4 -，Ｃ
Ｆ3ＳＯ3 -またはＮ（ＣＦ3ＳＯ2)2 -が用いられている。
ネート、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、
スルホラン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネートまたはメチルエチルカーボネート
のいずれか１種もしくは２種以上の混合物が用いられて
いる。また、電解質カチオンとしては、第四級アンモニ
ウムもしくは第四級ホスホニウムが使用され、一方、電
解質アニオンとしては、ＢＦ4 -，ＰＦ6 -，ＣｌＯ4 -，Ｃ
Ｆ3ＳＯ3 -またはＮ（ＣＦ3ＳＯ2)2 -が用いられている。
【０００４】また、電解液の溶媒にスルホランまたはそ
の誘導体を用いると耐電圧の高い電気二重層コンデンサ
が得られることが知られている（特開昭６２−２３７７
１５号公報参照）。そしてまた電解質にＮ，Ｎ，Ｎ′−
置換アミジン基を有する化合物の第四級塩を用いること
により封口体の封口性能を低下させる水酸化物イオンの
生成を抑制できることが知られている。
の誘導体を用いると耐電圧の高い電気二重層コンデンサ
が得られることが知られている（特開昭６２−２３７７
１５号公報参照）。そしてまた電解質にＮ，Ｎ，Ｎ′−
置換アミジン基を有する化合物の第四級塩を用いること
により封口体の封口性能を低下させる水酸化物イオンの
生成を抑制できることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電気二重層コンデンサでは、非水系電解液の電
解質として第四級アンモニウム塩もしくは第四級ホスホ
ニウム塩が使用されているため、この非水系の電解液を
用いて電気二重層コンデンサを作製した場合、６０℃で
の耐圧はほぼ２．３Ｖ〜２．５Ｖであり、この場合、こ
れ以上の電圧を印加すると容量、内部抵抗や外観寸法の
変化が大きくなるという問題点を有していた。
た従来の電気二重層コンデンサでは、非水系電解液の電
解質として第四級アンモニウム塩もしくは第四級ホスホ
ニウム塩が使用されているため、この非水系の電解液を
用いて電気二重層コンデンサを作製した場合、６０℃で
の耐圧はほぼ２．３Ｖ〜２．５Ｖであり、この場合、こ
れ以上の電圧を印加すると容量、内部抵抗や外観寸法の
変化が大きくなるという問題点を有していた。
【０００６】また、特開昭６２−２３７７１５号公報に
記載された電解液の溶媒であるスルホランはプロピレン
カーボネートなどの従来の電解液に用いられる溶媒に比
べて電解質の溶解度が低いため、電解液の電気伝導度が
低く、そのため、電気二重層コンデンサの内部抵抗が上
昇する。さらにスルホランはプロピレンカーボネートな
どの従来の電解液に用いられる溶媒に比べて融点が高い
ことから、スルホラン溶媒の電解液を用いた電気二重層
コンデンサは低温での特性に問題点を有していた。
記載された電解液の溶媒であるスルホランはプロピレン
カーボネートなどの従来の電解液に用いられる溶媒に比
べて電解質の溶解度が低いため、電解液の電気伝導度が
低く、そのため、電気二重層コンデンサの内部抵抗が上
昇する。さらにスルホランはプロピレンカーボネートな
どの従来の電解液に用いられる溶媒に比べて融点が高い
ことから、スルホラン溶媒の電解液を用いた電気二重層
コンデンサは低温での特性に問題点を有していた。
【０００７】また、Ｎ，Ｎ，Ｎ′−置換アミジン基を有
する化合物の第四級塩を電気二重層コンデンサ用電解液
の電解質として使用した場合、電解質カチオン成分自体
が分極性電極の表面で電気化学反応を起こすものもあ
り、これにより、電気二重層コンデンサの内部抵抗変化
や容量変化が大きくなる等の問題点を有していた。
する化合物の第四級塩を電気二重層コンデンサ用電解液
の電解質として使用した場合、電解質カチオン成分自体
が分極性電極の表面で電気化学反応を起こすものもあ
り、これにより、電気二重層コンデンサの内部抵抗変化
や容量変化が大きくなる等の問題点を有していた。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、非水系電解液の電気伝導度、耐電圧および耐熱性を
向上させることができるとともに、陰極側分極性電極の
表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリ
ードの表面で発生する強アルカリ成分を消失させること
ができ、これにより、内部抵抗が低く、かつ耐電圧なら
びに耐熱性が高く、しかも封口体の封口性能が低下する
こともない電気二重層コンデンサを提供することを目的
とするものである。
で、非水系電解液の電気伝導度、耐電圧および耐熱性を
向上させることができるとともに、陰極側分極性電極の
表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリ
ードの表面で発生する強アルカリ成分を消失させること
ができ、これにより、内部抵抗が低く、かつ耐電圧なら
びに耐熱性が高く、しかも封口体の封口性能が低下する
こともない電気二重層コンデンサを提供することを目的
とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気二重層コンデンサは、分極性電極と、こ
の分極性電極に含浸される非水系電解液とを有し、前記
非水系電解液の電解質を第四級オニウム塩と（化６）ま
たは（化７）で示される電解質カチオン成分を有する塩
の混合系電解質で構成したもので、この構成によれば、
非水系電解液の電気伝導度、耐電圧および耐熱性を向上
させることができるとともに、陰極側分極性電極の表面
もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリード
の表面で発生する強アルカリ成分を消失させることがで
き、これにより、内部抵抗が低く、かつ耐電圧ならびに
耐熱性が高く、しかも封口体の封口性能が低下すること
もない電気二重層コンデンサを得ることができるもので
ある。
に本発明の電気二重層コンデンサは、分極性電極と、こ
の分極性電極に含浸される非水系電解液とを有し、前記
非水系電解液の電解質を第四級オニウム塩と（化６）ま
たは（化７）で示される電解質カチオン成分を有する塩
の混合系電解質で構成したもので、この構成によれば、
非水系電解液の電気伝導度、耐電圧および耐熱性を向上
させることができるとともに、陰極側分極性電極の表面
もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリード
の表面で発生する強アルカリ成分を消失させることがで
き、これにより、内部抵抗が低く、かつ耐電圧ならびに
耐熱性が高く、しかも封口体の封口性能が低下すること
もない電気二重層コンデンサを得ることができるもので
ある。
【００１０】
【化６】
【００１１】
【化７】
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、分極性電極と、この分極性電極に含浸される非水系
電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質を第四級オ
ニウム塩と（化６）または（化７）で示される電解質カ
チオン成分を有する塩の混合系電解質で構成したもの
で、この構成によれば、電解質カチオン成分（化６）ま
たは（化７）が第四級オニウム塩に比べ、極性溶媒中で
の移動度が大きいと考えられることから当量電気伝導度
が高く、また電解質カチオン成分（化６）または（化
７）を用いた電解液は第四級オニウム塩を用いた電解液
より電気化学的に安定な電位領域（電位窓）が広いた
め、高い耐電圧を示すとともに、電解質を混合すること
により電解質の溶解性が向上するもので、これにより、
内部抵抗が低く高耐電圧で低温での安定性が高い電気二
重層コンデンサが得られるものである。
は、分極性電極と、この分極性電極に含浸される非水系
電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質を第四級オ
ニウム塩と（化６）または（化７）で示される電解質カ
チオン成分を有する塩の混合系電解質で構成したもの
で、この構成によれば、電解質カチオン成分（化６）ま
たは（化７）が第四級オニウム塩に比べ、極性溶媒中で
の移動度が大きいと考えられることから当量電気伝導度
が高く、また電解質カチオン成分（化６）または（化
７）を用いた電解液は第四級オニウム塩を用いた電解液
より電気化学的に安定な電位領域（電位窓）が広いた
め、高い耐電圧を示すとともに、電解質を混合すること
により電解質の溶解性が向上するもので、これにより、
内部抵抗が低く高耐電圧で低温での安定性が高い電気二
重層コンデンサが得られるものである。
【００１３】また、混合系電解質の電解質カチオン成分
（化６）または（化７）は、陰極側分極性電極の表面も
しくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの
表面で発生する強アルカリ成分である水酸化物イオンを
消失させるため、強アルカリ成分による封口体の封口性
能の低下ということもなく、これにより、アルカリ性電
解液の漏出を確実に防ぐことができるものである。
（化６）または（化７）は、陰極側分極性電極の表面も
しくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの
表面で発生する強アルカリ成分である水酸化物イオンを
消失させるため、強アルカリ成分による封口体の封口性
能の低下ということもなく、これにより、アルカリ性電
解液の漏出を確実に防ぐことができるものである。
【００１４】請求項２に記載の発明は、非水系電解液に
おける混合系電解質の混合比率を第四級オニウム塩の重
量１に対し、（化６）または（化７）で示される電解質
カチオン成分を有する塩の重量を０．１以上としたもの
で、この構成においては、第四級オニウム塩と（化６）
または（化７）で示される電解質カチオン成分を有する
塩が広い温度範囲で極性溶媒に安定に溶解し、高い電気
伝導度を示すと同時に広い電位窓を示すことにより、広
い温度範囲で内部抵抗が低くかつ高耐電圧の電気二重層
コンデンサを得ることができるものである。
おける混合系電解質の混合比率を第四級オニウム塩の重
量１に対し、（化６）または（化７）で示される電解質
カチオン成分を有する塩の重量を０．１以上としたもの
で、この構成においては、第四級オニウム塩と（化６）
または（化７）で示される電解質カチオン成分を有する
塩が広い温度範囲で極性溶媒に安定に溶解し、高い電気
伝導度を示すと同時に広い電位窓を示すことにより、広
い温度範囲で内部抵抗が低くかつ高耐電圧の電気二重層
コンデンサを得ることができるものである。
【００１５】また、第四級オニウム塩の重量１に対し、
（化６）または（化７）で示される電解質カチオン成分
を有する塩の重量が０．１より小さい場合は、電解液の
電気伝導度上昇の効果や耐電圧上昇の効果が見られなく
なり、電気二重層コンデンサの内部抵抗低減、耐電圧向
上の効果が得られなくなるとともに低温での容量変化が
大きくなる問題点があり、したがって、（化６）または
（化７）で示される電解質カチオン成分を有する塩の重
量は第四級オニウム塩の重量１に対し０．１以上が最適
である。
（化６）または（化７）で示される電解質カチオン成分
を有する塩の重量が０．１より小さい場合は、電解液の
電気伝導度上昇の効果や耐電圧上昇の効果が見られなく
なり、電気二重層コンデンサの内部抵抗低減、耐電圧向
上の効果が得られなくなるとともに低温での容量変化が
大きくなる問題点があり、したがって、（化６）または
（化７）で示される電解質カチオン成分を有する塩の重
量は第四級オニウム塩の重量１に対し０．１以上が最適
である。
【００１６】請求項３に記載の発明は、混合系電解質の
濃度を３．０モル／ｋｇ以下としたもので、この構成に
おいては、混合系電解質が広い温度範囲で安定に極性溶
媒に溶解しているため、この混合系電解質を用いた電気
二重層コンデンサは広い温度範囲で内部抵抗が低くかつ
高耐電圧の効果が得られるものである。
濃度を３．０モル／ｋｇ以下としたもので、この構成に
おいては、混合系電解質が広い温度範囲で安定に極性溶
媒に溶解しているため、この混合系電解質を用いた電気
二重層コンデンサは広い温度範囲で内部抵抗が低くかつ
高耐電圧の効果が得られるものである。
【００１７】また、混合系電解質の濃度が３．０モル／
ｋｇ以上の場合は低温で電解質が析出し、安定性が低下
するなどの不具合を起こすおそれがあり、したがって、
混合系電解質の濃度は３．０モル／ｋｇ以下が最適であ
る。
ｋｇ以上の場合は低温で電解質が析出し、安定性が低下
するなどの不具合を起こすおそれがあり、したがって、
混合系電解質の濃度は３．０モル／ｋｇ以下が最適であ
る。
【００１８】請求項４に記載の発明は、非水系電解液の
含まれる水分を３０００ｐｐｍ以下としたもので、この
構成においては、非水系電解液の水分による電位窓の変
化が比較的小さいため、電気二重層コンデンサ用電解液
としての耐電圧を十分有していると考えられるが、非水
系電解液の含水率が３０００ｐｐｍを超える場合は、電
解液中の水分の電気分解により電解液の耐電圧が低下
し、請求項１〜３のいずれか１つに記載の構成で得られ
る耐電圧上昇の効果が得られなくなるものであり、した
がって、非水系電解液の含水率は３０００ｐｐｍ以下が
適正であると考えられる。
含まれる水分を３０００ｐｐｍ以下としたもので、この
構成においては、非水系電解液の水分による電位窓の変
化が比較的小さいため、電気二重層コンデンサ用電解液
としての耐電圧を十分有していると考えられるが、非水
系電解液の含水率が３０００ｐｐｍを超える場合は、電
解液中の水分の電気分解により電解液の耐電圧が低下
し、請求項１〜３のいずれか１つに記載の構成で得られ
る耐電圧上昇の効果が得られなくなるものであり、した
がって、非水系電解液の含水率は３０００ｐｐｍ以下が
適正であると考えられる。
【００１９】請求項５に記載の発明は、（化６）で示さ
れる電解質カチオン成分が（化８）であり、この電解質
カチオン成分を有する塩と第四級オニウム塩の混合系電
解質を極性非プロトン溶媒に溶解してなる混合系電解液
を用いたもので、この構成によれば、（化８）で示され
る電解質カチオン成分の塩が電気化学的に安定なことと
極性非プロトン溶媒への溶解度が高いため、耐電圧が高
くかつ低温での安定性が高い電気二重層コンデンサが得
られるものである。
れる電解質カチオン成分が（化８）であり、この電解質
カチオン成分を有する塩と第四級オニウム塩の混合系電
解質を極性非プロトン溶媒に溶解してなる混合系電解液
を用いたもので、この構成によれば、（化８）で示され
る電解質カチオン成分の塩が電気化学的に安定なことと
極性非プロトン溶媒への溶解度が高いため、耐電圧が高
くかつ低温での安定性が高い電気二重層コンデンサが得
られるものである。
【００２０】
【化８】
【００２１】請求項６に記載の発明は、（化６）で示さ
れる電解質カチオン成分が（化９）であり、この電解質
カチオン成分を有する塩と第四級オニウム塩の混合系電
解質を極性非プロトン溶媒に溶解してなる混合系電解液
を用いたもので、この構成によれば、（化９）で示され
る電解質カチオン成分の塩が電気化学的に安定であり高
い耐電圧を示すとともに、極性非プロトン溶媒中での移
動度が高いため、この電解質カチオン成分の塩を用いた
電解液は高い電気伝導度を示すものであり、これらの構
成により、耐電圧が高くかつ内部抵抗が低い電気二重層
コンデンサが得られるものである。
れる電解質カチオン成分が（化９）であり、この電解質
カチオン成分を有する塩と第四級オニウム塩の混合系電
解質を極性非プロトン溶媒に溶解してなる混合系電解液
を用いたもので、この構成によれば、（化９）で示され
る電解質カチオン成分の塩が電気化学的に安定であり高
い耐電圧を示すとともに、極性非プロトン溶媒中での移
動度が高いため、この電解質カチオン成分の塩を用いた
電解液は高い電気伝導度を示すものであり、これらの構
成により、耐電圧が高くかつ内部抵抗が低い電気二重層
コンデンサが得られるものである。
【００２２】
【化９】
【００２３】請求項７に記載の発明は、（化６）で示さ
れる電解質カチオン成分が（化１０）であり、この電解
質カチオン成分を有する塩と第四級オニウム塩の混合系
電解質を極性非プロトン溶媒に溶解してなる混合系電解
液を用いたもので、電気二重層コンデンサであり、この
構成によれば、（化１０）で示される電解質カチオン成
分の塩が電気化学的に安定であり高い耐電圧を示すとと
もに、高い耐熱性を示すものであり、これらの構成によ
り、耐電圧が高くかつ高い耐熱性を有する電気二重層コ
ンデンサが得られるものである。
れる電解質カチオン成分が（化１０）であり、この電解
質カチオン成分を有する塩と第四級オニウム塩の混合系
電解質を極性非プロトン溶媒に溶解してなる混合系電解
液を用いたもので、電気二重層コンデンサであり、この
構成によれば、（化１０）で示される電解質カチオン成
分の塩が電気化学的に安定であり高い耐電圧を示すとと
もに、高い耐熱性を示すものであり、これらの構成によ
り、耐電圧が高くかつ高い耐熱性を有する電気二重層コ
ンデンサが得られるものである。
【００２４】
【化１０】
【００２５】以下、本発明の一実施の形態について説明
する。本発明の電気二重層コンデンサの基本は、分極性
電極と、この分極性電極に含浸される非水系電解液とを
有し、前記非水系電解液の電解質を第四級オニウム塩と
（化６）または（化７）で示される電解質カチオン成分
を有する塩の混合系電解質で構成したものである。
する。本発明の電気二重層コンデンサの基本は、分極性
電極と、この分極性電極に含浸される非水系電解液とを
有し、前記非水系電解液の電解質を第四級オニウム塩と
（化６）または（化７）で示される電解質カチオン成分
を有する塩の混合系電解質で構成したものである。
【００２６】本発明に用いられる極性非プロトン溶媒と
しては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スル
ホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスル
ホラン、アセトニトリルのいずれか１種もしくは２種以
上の混合物が挙げられる。
しては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スル
ホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスル
ホラン、アセトニトリルのいずれか１種もしくは２種以
上の混合物が挙げられる。
【００２７】本発明に用いられる第四級オニウムイオン
として、テトラエチルアンモニウム、メチルトリエチル
アンモニウム、テトラエチルホスホニウム、メチルトリ
エチルホスホニウム、テトラブチルアンモニウム、テト
ラブチルホスホニウム等が挙げられる。
として、テトラエチルアンモニウム、メチルトリエチル
アンモニウム、テトラエチルホスホニウム、メチルトリ
エチルホスホニウム、テトラブチルアンモニウム、テト
ラブチルホスホニウム等が挙げられる。
【００２８】また、電解質アニオンとしては、ＢＦ4 -，
ＰＦ6 -，ＣｌＯ4 -，ＣＦ3ＳＯ3 -またはＮ（ＣＦ3ＳＯ2)
2 -のいずれか１種もしくは２種以上の混合物が挙げられ
る。
ＰＦ6 -，ＣｌＯ4 -，ＣＦ3ＳＯ3 -またはＮ（ＣＦ3ＳＯ2)
2 -のいずれか１種もしくは２種以上の混合物が挙げられ
る。
【００２９】本発明の電解液には必要により副溶媒を含
有させることもできる。副溶媒としては、テトラヒドロ
フラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート等が挙げられる。
有させることもできる。副溶媒としては、テトラヒドロ
フラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート等が挙げられる。
【００３０】本発明の電解液での電解質の濃度が３．０
モル／ｋｇ以上の場合は飽和溶解度を超えて低温で溶媒
中に電解質が析出してくるものであり、したがって、電
解質の濃度は３．０モル／ｋｇ以下が好適であり、高い
電導性や広い温度範囲で電解液の安定性を得るために
は、特に０．５〜２．０モル／ｋｇの範囲が好ましい。
モル／ｋｇ以上の場合は飽和溶解度を超えて低温で溶媒
中に電解質が析出してくるものであり、したがって、電
解質の濃度は３．０モル／ｋｇ以下が好適であり、高い
電導性や広い温度範囲で電解液の安定性を得るために
は、特に０．５〜２．０モル／ｋｇの範囲が好ましい。
【００３１】本発明で使用する分極性電極は活性炭、グ
ラファイト、ポリアセン系有機半導体のいずれか１種も
しくは２種以上の混合物で構成した炭素材料を含有する
ものである。
ラファイト、ポリアセン系有機半導体のいずれか１種も
しくは２種以上の混合物で構成した炭素材料を含有する
ものである。
【００３２】本発明の非水系電解液に含まれる水分は３
０００ｐｐｍ以下である。（表１）は本発明の実施の形
態１〜５および従来例１〜３の電解液組成を示したもの
である。（表２）は本発明の実施の形態１〜５および従
来例１〜３の電解液について電解質濃度と、温度３０℃
で電気伝導度を測定した結果および捲回形の電気二重層
コンデンサ（定格電圧２．５Ｖ−静電容量３０Ｆ、サイ
ズ；φ１８ｍｍ×Ｌ４０ｍｍ）を作製したときの内部抵
抗を示したものである。
０００ｐｐｍ以下である。（表１）は本発明の実施の形
態１〜５および従来例１〜３の電解液組成を示したもの
である。（表２）は本発明の実施の形態１〜５および従
来例１〜３の電解液について電解質濃度と、温度３０℃
で電気伝導度を測定した結果および捲回形の電気二重層
コンデンサ（定格電圧２．５Ｖ−静電容量３０Ｆ、サイ
ズ；φ１８ｍｍ×Ｌ４０ｍｍ）を作製したときの内部抵
抗を示したものである。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】（表２）から明らかなように、本発明の実
施の形態１〜５の電解液は従来例１〜３の電解液と比較
して高い電気伝導度を示し、これにより、内部抵抗の低
い電気二重層コンデンサが得られることがわかる。
施の形態１〜５の電解液は従来例１〜３の電解液と比較
して高い電気伝導度を示し、これにより、内部抵抗の低
い電気二重層コンデンサが得られることがわかる。
【００３６】次に本発明の実施の形態１および従来例１
の電解液を使用して、サイクリックボルタンメトリーに
よる各電解液の電位窓の測定を行った。本発明の実施の
形態１の測定結果を図１に示し、従来例１の測定結果を
図２に示す。また、サイクリックボルタンメトリーの測
定条件を（表３）に示す。
の電解液を使用して、サイクリックボルタンメトリーに
よる各電解液の電位窓の測定を行った。本発明の実施の
形態１の測定結果を図１に示し、従来例１の測定結果を
図２に示す。また、サイクリックボルタンメトリーの測
定条件を（表３）に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】図１と図２の比較から明らかなように、本
発明の実施の形態１の電解液は従来例１の電解液に比べ
て電位窓が広く、高い耐電圧を有していることがわか
る。
発明の実施の形態１の電解液は従来例１の電解液に比べ
て電位窓が広く、高い耐電圧を有していることがわか
る。
【００３９】次に、本発明の実施の形態１〜５および従
来例１〜３の電解液を使用して捲回形の電気二重層コン
デンサ（定格電圧２．５Ｖ−静電容量１０Ｆ、サイズ；
φ１８ｍｍ×Ｌ３５ｍｍ）を作製した。そしてこれらの
電気二重層コンデンサに６０℃で３．０Ｖの電圧を印加
したときの２０００時間後の容量変化率を測定した。そ
の測定結果を（表４）に示す。
来例１〜３の電解液を使用して捲回形の電気二重層コン
デンサ（定格電圧２．５Ｖ−静電容量１０Ｆ、サイズ；
φ１８ｍｍ×Ｌ３５ｍｍ）を作製した。そしてこれらの
電気二重層コンデンサに６０℃で３．０Ｖの電圧を印加
したときの２０００時間後の容量変化率を測定した。そ
の測定結果を（表４）に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】（表４）から明らかなように、本発明の実
施の形態１〜５の電解液を使用した電気二重層コンデン
サは、従来例１〜３の電解液を使用した電気二重層コン
デンサに比べて容量変化率が小さく、高耐電圧の電気二
重層コンデンサを構成することができるものである。
施の形態１〜５の電解液を使用した電気二重層コンデン
サは、従来例１〜３の電解液を使用した電気二重層コン
デンサに比べて容量変化率が小さく、高耐電圧の電気二
重層コンデンサを構成することができるものである。
【００４２】次に、上記した本発明の実施の形態１〜５
および従来例１〜３の電解液を使用した捲回形の電気二
重層コンデンサに７０℃で３．０Ｖの電圧を印加したと
きの２０００時間後の信頼性評価を実施し、その試験終
了後に電気二重層コンデンサの封口体を構成する封口ゴ
ム面の状態を観察した。その観察結果を（表５）に示
す。
および従来例１〜３の電解液を使用した捲回形の電気二
重層コンデンサに７０℃で３．０Ｖの電圧を印加したと
きの２０００時間後の信頼性評価を実施し、その試験終
了後に電気二重層コンデンサの封口体を構成する封口ゴ
ム面の状態を観察した。その観察結果を（表５）に示
す。
【００４３】
【表５】
【００４４】（表５）から明らかなように、本発明の実
施の形態１〜５の電解液を用いた電気二重層コンデンサ
は、電解液中に封口体の封口性能低下につながる過剰の
水酸化イオンを消失させることができる（化６）または
（化７）で示される電解液カチオン成分を含んでいるた
め、封口体を劣化させることもなく高信頼性の電気二重
層コンデンサを構成することができるものである。
施の形態１〜５の電解液を用いた電気二重層コンデンサ
は、電解液中に封口体の封口性能低下につながる過剰の
水酸化イオンを消失させることができる（化６）または
（化７）で示される電解液カチオン成分を含んでいるた
め、封口体を劣化させることもなく高信頼性の電気二重
層コンデンサを構成することができるものである。
【００４５】なお、上記本発明の実施の形態１〜５にお
いては捲回形電気二重層コンデンサについて説明した
が、コイン形や積層形など他の構造の電気二重層コンデ
ンサの電解液に適用しても、本発明の実施の形態１〜５
と同様の効果が得られるものである。
いては捲回形電気二重層コンデンサについて説明した
が、コイン形や積層形など他の構造の電気二重層コンデ
ンサの電解液に適用しても、本発明の実施の形態１〜５
と同様の効果が得られるものである。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明の電気二重層コンデ
ンサは、分極性電極と、この分極性電極に含浸される非
水系電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質を第四
級オニウム塩と（化６）または（化７）で示される電解
質カチオン成分を有する塩の混合系電解質で構成したも
ので、この構成によれば、非水系電解液の電気伝導度、
耐電圧および耐熱性を向上させることができ、しかも陰
極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続
された引き出しリードの表面で発生する強アルカリ成分
である水酸化物イオンも消失させることができるため、
内部抵抗が低く、耐電圧、耐熱性が高く、さらには強ア
ルカリ成分による封口体の封口性能の低下も防ぐことが
できる電気二重層コンデンサが得られるものである。
ンサは、分極性電極と、この分極性電極に含浸される非
水系電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質を第四
級オニウム塩と（化６）または（化７）で示される電解
質カチオン成分を有する塩の混合系電解質で構成したも
ので、この構成によれば、非水系電解液の電気伝導度、
耐電圧および耐熱性を向上させることができ、しかも陰
極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続
された引き出しリードの表面で発生する強アルカリ成分
である水酸化物イオンも消失させることができるため、
内部抵抗が低く、耐電圧、耐熱性が高く、さらには強ア
ルカリ成分による封口体の封口性能の低下も防ぐことが
できる電気二重層コンデンサが得られるものである。
【図１】本発明の実施の形態１の電解液を使用したサイ
クリックボルタンメトリーによる電解液の電位窓の測定
結果を示す特性図
クリックボルタンメトリーによる電解液の電位窓の測定
結果を示す特性図
【図２】従来例１の電解液を使用したサイクリックボル
タンメトリーによる電解液の電位窓の測定結果を示す特
性図
タンメトリーによる電解液の電位窓の測定結果を示す特
性図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 幸哉 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 中野 智治 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 塩野 和司 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 清家 英雄 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１ 三洋化成工業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 分極性電極と、この分極性電極に含浸さ
れる非水系電解液とを有し、前記非水系電解液の電解質
を第四級オニウム塩と（化１）または（化２）で示され
る電解質カチオン成分を有する塩の混合系電解質で構成
した電気二重層コンデンサ。 【化１】 【化２】 - 【請求項２】 非水系電解液における混合系電解質の混
合比率は第四級オニウム塩の重量１に対し、（化１）ま
たは（化２）で示される電解質カチオン成分を有する塩
の重量を０．１以上とした請求項１に記載の電気二重層
コンデンサ。 - 【請求項３】 混合系電解質の濃度を３．０モル／ｋｇ
以下とした請求項１または２に記載の電気二重層コンデ
ンサ。 - 【請求項４】 非水系電解液に含まれる水分を３０００
ｐｐｍ以下とした請求項１〜３のいずれか１つに記載の
電気二重層コンデンサ。 - 【請求項５】 （化１）で示される電解質カチオン成分
が（化３）であり、この電解質カチオン成分を有する塩
と第四級オニウム塩の混合系電解質を極性非プロトン溶
媒に溶解してなる混合系電解液を用いた請求項１〜４の
いずれか１つに記載の電気二重層コンデンサ。 【化３】 - 【請求項６】 （化１）で示される電解質カチオン成分
が（化４）であり、この電解質カチオン成分を有する塩
と第四級オニウム塩の混合系電解質を極性非プロトン溶
媒に溶解してなる混合系電解液を用いた請求項１〜４の
いずれか１つに記載の電気二重層コンデンサ。 【化４】 - 【請求項７】 （化１）で示される電解質カチオン成分
が（化５）であり、この電解質カチオン成分を有する塩
と第四級オニウム塩の混合系電解質を極性非プロトン溶
媒に溶解してなる混合系電解液を用いた請求項１〜４の
いずれか１つに記載の電気二重層コンデンサ。 【化５】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21278797A JP3872182B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21278797A JP3872182B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154376A true JPH1154376A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3872182B2 JP3872182B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=16628385
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21278797A Expired - Fee Related JP3872182B2 (ja) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3872182B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004140293A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-13 | Honda Motor Co Ltd | 電気二重層キャパシタ用非水系電解液及びそれを用いる電気二重層キャパシタ |
| WO2004109727A1 (ja) * | 2003-06-09 | 2004-12-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気化学素子用電解液、その探索方法と製造方法、および電気化学素子 |
| WO2007023664A1 (ja) | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気二重層キャパシタ |
| EP1876611A1 (en) * | 2005-04-12 | 2008-01-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Electric double layer capacitor |
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