JPH1154383A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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- JPH1154383A JPH1154383A JP9212273A JP21227397A JPH1154383A JP H1154383 A JPH1154383 A JP H1154383A JP 9212273 A JP9212273 A JP 9212273A JP 21227397 A JP21227397 A JP 21227397A JP H1154383 A JPH1154383 A JP H1154383A
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- capacity
- negative electrode
- electric double
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気二重層キャパシタの充放電サイクル特性、
耐電圧、容量、急速充放電特性を向上させる。 【解決手段】活性炭を主体とする分極性電極からなる正
極と、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料にリ
チウムイオンを吸蔵させた材料を主体とする負極とリチ
ウム塩を溶質とする有機電解液とを有し、前記正極の容
量が前記負極の容量に対し０．００１〜０．９である電
気二重層キャパシタ。
耐電圧、容量、急速充放電特性を向上させる。 【解決手段】活性炭を主体とする分極性電極からなる正
極と、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料にリ
チウムイオンを吸蔵させた材料を主体とする負極とリチ
ウム塩を溶質とする有機電解液とを有し、前記正極の容
量が前記負極の容量に対し０．００１〜０．９である電
気二重層キャパシタ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、充放電サイクルに
優れ、耐電圧が高く、容量の大きい電気二重層キャパシ
タに関する。
優れ、耐電圧が高く、容量の大きい電気二重層キャパシ
タに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタの電極は、
正極、負極ともに活性炭を主体とする分極性電極からな
っていた。この場合の耐電圧は水系電解液を使用すると
１．２Ｖ、有機系電解液を使用すると２．５〜３．３Ｖ
である。
正極、負極ともに活性炭を主体とする分極性電極からな
っていた。この場合の耐電圧は水系電解液を使用すると
１．２Ｖ、有機系電解液を使用すると２．５〜３．３Ｖ
である。
【０００３】電気二重層キャパシタの静電エネルギは耐
電圧の２乗に比例するので、耐電圧の高い有機電解液を
使用した方が水系電解液を使用するより高エネルギであ
る。しかし、有機電解液を使用し、正極と負極がともに
活性炭を主体とする分極性電極である電気二重層キャパ
シタのエネルギ密度は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次
電池等の二次電池の１０分の１以下であり、さらなるエ
ネルギ密度の向上が必要とされている。
電圧の２乗に比例するので、耐電圧の高い有機電解液を
使用した方が水系電解液を使用するより高エネルギであ
る。しかし、有機電解液を使用し、正極と負極がともに
活性炭を主体とする分極性電極である電気二重層キャパ
シタのエネルギ密度は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次
電池等の二次電池の１０分の１以下であり、さらなるエ
ネルギ密度の向上が必要とされている。
【０００４】特開昭６４−１４８８２には活性炭を主体
とする電極を正極とし、Ｘ線回折により測定した［００
２］面の面間隔が０．３３８〜０．３５６ｎｍである炭
素材料に、あらかじめリチウムイオンを吸蔵させた電極
を負極とする上限電圧が３Ｖの二次電池が提案されてい
る。また、特開平８−１０７０４８には、リチウムイオ
ンを吸蔵、脱離しうる炭素材料に、あらかじめ化学的方
法又は電気化学的方法でリチウムイオンを吸蔵させた炭
素材料を負極に用いる電気二重層キャパシタが提案され
ている。特開平９−５５３４２には、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料をリチウムと合金を形成しな
い多孔質集電体に担持させた負極を有する上限電圧が４
Ｖの電気二重層キャパシタが提案されている。
とする電極を正極とし、Ｘ線回折により測定した［００
２］面の面間隔が０．３３８〜０．３５６ｎｍである炭
素材料に、あらかじめリチウムイオンを吸蔵させた電極
を負極とする上限電圧が３Ｖの二次電池が提案されてい
る。また、特開平８−１０７０４８には、リチウムイオ
ンを吸蔵、脱離しうる炭素材料に、あらかじめ化学的方
法又は電気化学的方法でリチウムイオンを吸蔵させた炭
素材料を負極に用いる電気二重層キャパシタが提案され
ている。特開平９−５５３４２には、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料をリチウムと合金を形成しな
い多孔質集電体に担持させた負極を有する上限電圧が４
Ｖの電気二重層キャパシタが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リチウムイオンを吸
蔵、脱離しうる炭素材料にあらかじめリチウムイオンを
吸蔵させた負極は、活性炭を主体とする負極より電位が
より卑になるので、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる
炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵させた負極
と、活性炭を主体とする正極とを組み合わせた電気二重
層キャパシタの耐電圧は、活性炭を主体とした負極と活
性炭を主体とした正極とを組み合わせた電気二重層キャ
パシタのそれより高くなる。しかし、この場合急速充放
電ができず、充放電による負極の劣化が正極より大きい
ことが問題であった。
蔵、脱離しうる炭素材料にあらかじめリチウムイオンを
吸蔵させた負極は、活性炭を主体とする負極より電位が
より卑になるので、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる
炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵させた負極
と、活性炭を主体とする正極とを組み合わせた電気二重
層キャパシタの耐電圧は、活性炭を主体とした負極と活
性炭を主体とした正極とを組み合わせた電気二重層キャ
パシタのそれより高くなる。しかし、この場合急速充放
電ができず、充放電による負極の劣化が正極より大きい
ことが問題であった。
【０００６】そこで本発明は、耐電圧が高く、容量が大
きく、充放電サイクルによる劣化が少なく、急速充放電
が可能な電気二重層キャパシタの提供を目的とする。
きく、充放電サイクルによる劣化が少なく、急速充放電
が可能な電気二重層キャパシタの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性炭を主体
とする分極性電極からなる正極と、リチウムイオンを吸
蔵、脱離しうる炭素材料に化学的方法又は電気化学的方
法でリチウムイオンを吸蔵させた材料を主体とする負極
と、リチウム塩を溶質とする有機電解液とを有する電気
二重層キャパシタにおいて、前記正極の容量の前記負極
の容量に対する比率が０．００１〜０．９であることを
特徴とする電気二重層キャパシタを提供する。
とする分極性電極からなる正極と、リチウムイオンを吸
蔵、脱離しうる炭素材料に化学的方法又は電気化学的方
法でリチウムイオンを吸蔵させた材料を主体とする負極
と、リチウム塩を溶質とする有機電解液とを有する電気
二重層キャパシタにおいて、前記正極の容量の前記負極
の容量に対する比率が０．００１〜０．９であることを
特徴とする電気二重層キャパシタを提供する。
【０００８】本発明において、正極及び負極の容量は、
リチウムを参照極とし、有機電解液中で１ｍＡの電流で
測定したときのそれぞれの容量をいう。
リチウムを参照極とし、有機電解液中で１ｍＡの電流で
測定したときのそれぞれの容量をいう。
【０００９】電気二重層キャパシタの容量は、正極及び
負極の容量から式１で与えられる。ただし、Ｃは電気二
重層キャパシタセルの容量、Ｃ+ は正極容量、Ｃ- は負
極容量である。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ・・・式１
負極の容量から式１で与えられる。ただし、Ｃは電気二
重層キャパシタセルの容量、Ｃ+ は正極容量、Ｃ- は負
極容量である。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ・・・式１
【００１０】正極、負極ともに活性炭を主体とする電気
二重層キャパシタは、正極と負極の容量がほぼ同じなの
で、電気二重層キャパシタセルとしての容量は式２で表
される。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ≒２／Ｃ+ ・・・式２
二重層キャパシタは、正極と負極の容量がほぼ同じなの
で、電気二重層キャパシタセルとしての容量は式２で表
される。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ≒２／Ｃ+ ・・・式２
【００１１】すなわち、電気二重層キャパシタセルとし
ての容量は、正極又は負極の容量の半分である。ところ
が、正極の容量が一定である場合、式１を書き換えた式
３より明らかなように、負極の容量が正極の容量より大
きいほど電気二重層キャパシタセルの容量は大きくな
る。 Ｃ＝Ｃ+ ｛１／（１＋Ｃ+ ／Ｃ- ）｝ ・・・式３
ての容量は、正極又は負極の容量の半分である。ところ
が、正極の容量が一定である場合、式１を書き換えた式
３より明らかなように、負極の容量が正極の容量より大
きいほど電気二重層キャパシタセルの容量は大きくな
る。 Ｃ＝Ｃ+ ｛１／（１＋Ｃ+ ／Ｃ- ）｝ ・・・式３
【００１２】そして、Ｃ- ≫Ｃ+ である場合はＣ+ ／Ｃ
- ≒０となり、セルとしての容量は正極の容量とほぼ等
しくなり、正極、負極ともに活性炭を主体とする電気二
重層キャパシタに比較して容量は２倍になる。
- ≒０となり、セルとしての容量は正極の容量とほぼ等
しくなり、正極、負極ともに活性炭を主体とする電気二
重層キャパシタに比較して容量は２倍になる。
【００１３】本発明の電気二重層キャパシタにおいて、
正極の容量の負極の容量に対する比率Ｃ+ ／Ｃ- は０．
００１〜０．９である。０．００１未満とするには正極
容量を小さくしなくてはならないので、その結果セル容
量が小さくなる。また、０．９を超えると、正極と負極
の容量がほぼ等しくなるためセル容量を大きくできない
し、そのような炭素材料では負極の電位が正極に比べて
あまり卑にならないので、セルとしての耐電圧も高くな
らず、充放電サイクルによる劣化が顕著であり、さらに
は急速充放電も困難になる。より好ましくはＣ+ ／Ｃ-
は０．０１〜０．２である。
正極の容量の負極の容量に対する比率Ｃ+ ／Ｃ- は０．
００１〜０．９である。０．００１未満とするには正極
容量を小さくしなくてはならないので、その結果セル容
量が小さくなる。また、０．９を超えると、正極と負極
の容量がほぼ等しくなるためセル容量を大きくできない
し、そのような炭素材料では負極の電位が正極に比べて
あまり卑にならないので、セルとしての耐電圧も高くな
らず、充放電サイクルによる劣化が顕著であり、さらに
は急速充放電も困難になる。より好ましくはＣ+ ／Ｃ-
は０．０１〜０．２である。
【００１４】リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材
料としては天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素、易黒
鉛化性炭素、低温焼成炭素などが例示できる。ここで、
難黒鉛化性炭素とはフルフリルアルコール樹脂やフェノ
ール樹脂等を焼成したもので、結晶子サイズが数ｎｍ以
下、密度が１．５〜１．８ｇ／ｃｍ3 の炭素材料をい
う。また、易黒鉛化性炭素とはコークス、メソカーボン
マイクロビーズ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分
解気相成長炭素繊維等であり、結晶子サイズが１．５〜
５ｎｍ、密度が１．８〜２．１ｇ／ｃｍ3 の炭素材料を
いう。
料としては天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素、易黒
鉛化性炭素、低温焼成炭素などが例示できる。ここで、
難黒鉛化性炭素とはフルフリルアルコール樹脂やフェノ
ール樹脂等を焼成したもので、結晶子サイズが数ｎｍ以
下、密度が１．５〜１．８ｇ／ｃｍ3 の炭素材料をい
う。また、易黒鉛化性炭素とはコークス、メソカーボン
マイクロビーズ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分
解気相成長炭素繊維等であり、結晶子サイズが１．５〜
５ｎｍ、密度が１．８〜２．１ｇ／ｃｍ3 の炭素材料を
いう。
【００１５】本発明において、炭素材料はＸ線回折の測
定による［００２］面の面間隔は０．３３５〜０．４１
０ｎｍが好ましい。この範囲の負極炭素材料であればい
ずれの炭素材料も使用できる。面間隔が０．４１０ｎｍ
超の炭素材料は、充放電サイクルにおいて劣化が大きく
なるため好ましくない。より好ましくは０．３５６〜
０．３９０ｎｍである。具体的には、１０００〜２００
０℃で熱処理された難黒鉛化性炭素材料や、易黒鉛化性
炭素材料等は好ましく使用できる。また、天然黒鉛、人
造黒鉛、易黒鉛化性炭素材料を２５００℃以上で熱処理
した炭素材料等は、［００２］面の面間隔が０．３３５
〜０．３３８ｎｍであり、これらも好ましく使用でき
る。
定による［００２］面の面間隔は０．３３５〜０．４１
０ｎｍが好ましい。この範囲の負極炭素材料であればい
ずれの炭素材料も使用できる。面間隔が０．４１０ｎｍ
超の炭素材料は、充放電サイクルにおいて劣化が大きく
なるため好ましくない。より好ましくは０．３５６〜
０．３９０ｎｍである。具体的には、１０００〜２００
０℃で熱処理された難黒鉛化性炭素材料や、易黒鉛化性
炭素材料等は好ましく使用できる。また、天然黒鉛、人
造黒鉛、易黒鉛化性炭素材料を２５００℃以上で熱処理
した炭素材料等は、［００２］面の面間隔が０．３３５
〜０．３３８ｎｍであり、これらも好ましく使用でき
る。
【００１６】本発明においては、負極炭素材料にリチウ
ムイオンを化学的又は電気化学的に吸蔵させる。化学的
方法としては、例えば負極炭素材料とリチウム金属を接
触させた状態で電解液中に浸漬し、リチウムをイオン化
させて負極炭素材料に吸蔵させる方法がある。電気化学
的方法としては負極炭素材料とリチウム金属をセパレー
タを介して対向させ、電解液中で定電流又は定電圧で前
記負極炭素材料を充電する方法がある。
ムイオンを化学的又は電気化学的に吸蔵させる。化学的
方法としては、例えば負極炭素材料とリチウム金属を接
触させた状態で電解液中に浸漬し、リチウムをイオン化
させて負極炭素材料に吸蔵させる方法がある。電気化学
的方法としては負極炭素材料とリチウム金属をセパレー
タを介して対向させ、電解液中で定電流又は定電圧で前
記負極炭素材料を充電する方法がある。
【００１７】負極炭素材料は、例えばバインダとして含
フッ素重合体樹脂を加え、エタノールを添加して混練し
た後シート成形し、銅、ニッケル等の集電体に導電性接
着剤を用いて接着すると、高容量が得られ充放電サイク
ル特性も良好である。この場合のバインダの含フッ素重
合体樹脂は耐熱性、耐溶剤性の面からポリテトラフルオ
ロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）が好ましい。
フッ素重合体樹脂を加え、エタノールを添加して混練し
た後シート成形し、銅、ニッケル等の集電体に導電性接
着剤を用いて接着すると、高容量が得られ充放電サイク
ル特性も良好である。この場合のバインダの含フッ素重
合体樹脂は耐熱性、耐溶剤性の面からポリテトラフルオ
ロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）が好ましい。
【００１８】バインダの量は、負極炭素材料の重量に対
して１〜２０重量％が好適である。１重量％に満たない
とシート成形するのが困難であり、２０重量％を超える
と電解液の吸液性が乏しくなる。より好ましくは３〜１
５重量％である。
して１〜２０重量％が好適である。１重量％に満たない
とシート成形するのが困難であり、２０重量％を超える
と電解液の吸液性が乏しくなる。より好ましくは３〜１
５重量％である。
【００１９】正極に用いられる活性炭は特に限定されな
いが、やしがら、フェノール樹脂、石油コークス等を水
蒸気賦活又は溶融ＫＯＨ賦活したもの等が好適に使用で
きる。また、活性炭の比表面積が８００〜３０００ｍ2
／ｇであると容量が大きく好適である。
いが、やしがら、フェノール樹脂、石油コークス等を水
蒸気賦活又は溶融ＫＯＨ賦活したもの等が好適に使用で
きる。また、活性炭の比表面積が８００〜３０００ｍ2
／ｇであると容量が大きく好適である。
【００２０】正極には導電材及びバインダを含有させる
ことが好ましい。バインダは負極に使用するバインダと
同様に含フッ素重合体樹脂が使用できる。正極の作製方
法は、活性炭、導電材としてカーボンブラック、及びバ
インダをエタノール等の溶媒を用いて混練し、シート成
形した後、例えば導電性接着剤を用いて集電体に接着さ
せる方法が高容量を発現でき好適である。
ことが好ましい。バインダは負極に使用するバインダと
同様に含フッ素重合体樹脂が使用できる。正極の作製方
法は、活性炭、導電材としてカーボンブラック、及びバ
インダをエタノール等の溶媒を用いて混練し、シート成
形した後、例えば導電性接着剤を用いて集電体に接着さ
せる方法が高容量を発現でき好適である。
【００２１】本発明における有機電解液の溶質のリチウ
ム塩としては、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、Ｌ
ｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｓＦ6 及びＬｉＳｂＦ
6 等が挙げられる。溶媒としてはエチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、スルホラン及びジメトキシエタン
から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
ム塩としては、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、Ｌ
ｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｓＦ6 及びＬｉＳｂＦ
6 等が挙げられる。溶媒としてはエチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、スルホラン及びジメトキシエタン
から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
【００２２】上記の溶質と溶媒とからなる有機電解液
は、耐電圧が高く電気伝導度が高い。また、本発明の有
機電解液におけるリチウム塩の濃度は０．１〜２．５ｍ
ｏｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍｏｌ
／ｌである。
は、耐電圧が高く電気伝導度が高い。また、本発明の有
機電解液におけるリチウム塩の濃度は０．１〜２．５ｍ
ｏｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍｏｌ
／ｌである。
【００２３】
【実施例】以下に、実施例（例１〜５）と比較例（例
６、７）により本発明をさらに具体的に説明するが、本
発明は下記実施例により限定されない。
６、７）により本発明をさらに具体的に説明するが、本
発明は下記実施例により限定されない。
【００２４】［例１］水蒸気賦活法によって得られた比
表面積２０００ｍ2 ／ｇの活性炭と導電性カーボンブラ
ックとバインダとしてのＰＴＦＥとを重量比で８：１：
１となるように混合してエタノールを用いて混練し、圧
延して得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥した
後、アルミニウム箔に導電性接着剤を用いて接着し、集
電体と一体化した正極を得た。有効電極面積は１ｃｍ
2 、活性炭を主体とする電極層の厚さは２５０μｍであ
った。
表面積２０００ｍ2 ／ｇの活性炭と導電性カーボンブラ
ックとバインダとしてのＰＴＦＥとを重量比で８：１：
１となるように混合してエタノールを用いて混練し、圧
延して得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥した
後、アルミニウム箔に導電性接着剤を用いて接着し、集
電体と一体化した正極を得た。有効電極面積は１ｃｍ
2 、活性炭を主体とする電極層の厚さは２５０μｍであ
った。
【００２５】天然黒鉛とＰＴＦＥとを９：１の重量比で
混合してエタノールを用いて混練し、圧延して得られた
シートを２００℃で２時間真空乾燥した後、銅箔に導電
性接着剤を用いて接着して集電体と一体化した負極を得
た。ここで使用した天然黒鉛のＸ線回折による［００
２］面の面間隔は０．３３５４ｎｍである。また、集電
体と一体化した負極の有効面積は１ｃｍ2 、天然黒鉛を
主体とする電極層の厚さは２００μｍであった。
混合してエタノールを用いて混練し、圧延して得られた
シートを２００℃で２時間真空乾燥した後、銅箔に導電
性接着剤を用いて接着して集電体と一体化した負極を得
た。ここで使用した天然黒鉛のＸ線回折による［００
２］面の面間隔は０．３３５４ｎｍである。また、集電
体と一体化した負極の有効面積は１ｃｍ2 、天然黒鉛を
主体とする電極層の厚さは２００μｍであった。
【００２６】次いで、正極、負極それぞれの容量を、エ
チレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの体
積比で１：１の混合溶媒に１ｍｏｌ／ＬのＬｉＢＦ4 を
溶解した溶液中で電流１ｍＡで評価したところ、正極容
量は４．２５Ｖから２．７５Ｖの範囲で０．５８３ｍＡ
ｈ、負極容量はリチウム参照極に対し０．００５Ｖから
２Ｖの範囲で９．６７２ｍＡｈであった。正極容量の負
極容量に対する比率は０．０５８８であった。
チレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの体
積比で１：１の混合溶媒に１ｍｏｌ／ＬのＬｉＢＦ4 を
溶解した溶液中で電流１ｍＡで評価したところ、正極容
量は４．２５Ｖから２．７５Ｖの範囲で０．５８３ｍＡ
ｈ、負極容量はリチウム参照極に対し０．００５Ｖから
２Ｖの範囲で９．６７２ｍＡｈであった。正極容量の負
極容量に対する比率は０．０５８８であった。
【００２７】次に、負極にあらかじめリチウム金属を対
極として、電気化学的方法で１ｍＡの定電流で５ｍＡｈ
となるまで充電することによってリチウムイオンを吸蔵
させ、セパレータを介して正極と対向させモデルセルを
作製し、４Ｖから３Ｖの範囲で初期容量を測定した。そ
の後、これを充放電電流１０ｍＡで充放電サイクルを行
い、２０００サイクル後の容量を測定した。
極として、電気化学的方法で１ｍＡの定電流で５ｍＡｈ
となるまで充電することによってリチウムイオンを吸蔵
させ、セパレータを介して正極と対向させモデルセルを
作製し、４Ｖから３Ｖの範囲で初期容量を測定した。そ
の後、これを充放電電流１０ｍＡで充放電サイクルを行
い、２０００サイクル後の容量を測定した。
【００２８】［例２］天然黒鉛のかわりに人造黒鉛
（［００２］面の面間隔は０．３３６ｎｍ）を用いた以
外は例１と同様にして負極を得た。この負極の容量を例
１と同様にして測定したところ９．４３１ｍＡｈであ
り、例１と同じ正極を用いると正極の負極に対する容量
比は０．０６１８であった。上記の負極を用いた以外は
例１と同様にして負極の充電、セルの作製を行い、例１
と同様にして初期容量と２０００サイクル後の容量を測
定した。
（［００２］面の面間隔は０．３３６ｎｍ）を用いた以
外は例１と同様にして負極を得た。この負極の容量を例
１と同様にして測定したところ９．４３１ｍＡｈであ
り、例１と同じ正極を用いると正極の負極に対する容量
比は０．０６１８であった。上記の負極を用いた以外は
例１と同様にして負極の充電、セルの作製を行い、例１
と同様にして初期容量と２０００サイクル後の容量を測
定した。
【００２９】［例３］天然黒鉛のかわりに石油コークス
を１５００℃で熱処理した炭素材料（［００２］面の面
間隔は０．３７０ｎｍ）を用いた以外は例１と同様にし
て負極を得た。電解液として１ｍｏｌ／ＬのＬｉＢＦ4
を含むプロピレンカーボネート溶液を用い、例１と同じ
正極及び上記負極の容量を例１と同様にして測定したと
ころ正極は０．５８３ｍＡｈ、負極は４．３２ｍＡｈで
正極の負極に対する容量比は０．１３５であった。上記
の負極と電解液を用い、負極にあらかじめ電気化学的方
法でリチウムイオンを２．５ｍＡｈ充電した以外は例１
と同様にしてセルの作製を行い、例１と同様にして初期
容量と２０００サイクル後の容量を測定した。
を１５００℃で熱処理した炭素材料（［００２］面の面
間隔は０．３７０ｎｍ）を用いた以外は例１と同様にし
て負極を得た。電解液として１ｍｏｌ／ＬのＬｉＢＦ4
を含むプロピレンカーボネート溶液を用い、例１と同じ
正極及び上記負極の容量を例１と同様にして測定したと
ころ正極は０．５８３ｍＡｈ、負極は４．３２ｍＡｈで
正極の負極に対する容量比は０．１３５であった。上記
の負極と電解液を用い、負極にあらかじめ電気化学的方
法でリチウムイオンを２．５ｍＡｈ充電した以外は例１
と同様にしてセルの作製を行い、例１と同様にして初期
容量と２０００サイクル後の容量を測定した。
【００３０】［例４］天然黒鉛のかわりに石油コークス
を２５００℃で熱処理した炭素材料（［００２］面の面
間隔は０．３３７ｎｍ）を用いた以外は例１と同様にし
て負極を得た。この負極の容量を例１と同様にして測定
したところ４．７８０ｍＡｈであり、例１と同じ正極を
用いると正極の負極に対する容量比は０．１２２であっ
た。上記の負極を用い、負極に対するリチウムイオンの
充電を２．５ｍＡｈとした以外は例１と同様にしてセル
の作製を行い、例１と同様にして初期容量と２０００サ
イクル後の容量を測定した。
を２５００℃で熱処理した炭素材料（［００２］面の面
間隔は０．３３７ｎｍ）を用いた以外は例１と同様にし
て負極を得た。この負極の容量を例１と同様にして測定
したところ４．７８０ｍＡｈであり、例１と同じ正極を
用いると正極の負極に対する容量比は０．１２２であっ
た。上記の負極を用い、負極に対するリチウムイオンの
充電を２．５ｍＡｈとした以外は例１と同様にしてセル
の作製を行い、例１と同様にして初期容量と２０００サ
イクル後の容量を測定した。
【００３１】［例５］厚さを５００μｍとした以外は例
１と同様にして正極を得た。負極は、天然黒鉛９０重量
％とＰＴＦＥ１０重量％をエタノールを用いて混練して
得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥後、銅箔に
導電性接着剤を用いて接着して得た。Ｘ線回折による
［００２］面の面間隔が０．３３５４ｎｍの天然黒鉛の
かわりに０．３３５ｎｍである天然黒鉛を使用し、電極
層の厚さを１２０μｍとした以外は例１と同様にして負
極を得た。この正極及び負極の容量を例１と同様に測定
したところ、正極は１．１１２ｍＡｈ、負極は５．６１
ｍＡｈであり、容量比は０．１９８であった。上記の正
極及び負極を用いた以外は例４と同様にして負極の充
電、セルの作製を行い、例１と同様にして初期容量と２
０００サイクル後の容量を測定した。
１と同様にして正極を得た。負極は、天然黒鉛９０重量
％とＰＴＦＥ１０重量％をエタノールを用いて混練して
得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥後、銅箔に
導電性接着剤を用いて接着して得た。Ｘ線回折による
［００２］面の面間隔が０．３３５４ｎｍの天然黒鉛の
かわりに０．３３５ｎｍである天然黒鉛を使用し、電極
層の厚さを１２０μｍとした以外は例１と同様にして負
極を得た。この正極及び負極の容量を例１と同様に測定
したところ、正極は１．１１２ｍＡｈ、負極は５．６１
ｍＡｈであり、容量比は０．１９８であった。上記の正
極及び負極を用いた以外は例４と同様にして負極の充
電、セルの作製を行い、例１と同様にして初期容量と２
０００サイクル後の容量を測定した。
【００３２】［例６］負極を正極と同じものとし、負極
の充電をしなかった以外は例１と同様にしてセルを作製
し、例１と同様にして初期容量と２０００サイクル後の
容量を測定した。
の充電をしなかった以外は例１と同様にしてセルを作製
し、例１と同様にして初期容量と２０００サイクル後の
容量を測定した。
【００３３】［例７］厚さを１０００μｍとした以外は
例１と同様にして正極を得た。電極層の厚さを６０μｍ
とした以外は例５と同様にして負極を得た。例１と同様
にして容量を測定したところ、正極容量は２．５３１ｍ
Ａｈ、負極容量は２．７８ｍＡｈで容量比は０．９１０
であった。負極の充電をしなかった以外は例１と同様に
してセルを作製し、例１と同様にして初期容量と２００
０サイクル後の容量を測定した。
例１と同様にして正極を得た。電極層の厚さを６０μｍ
とした以外は例５と同様にして負極を得た。例１と同様
にして容量を測定したところ、正極容量は２．５３１ｍ
Ａｈ、負極容量は２．７８ｍＡｈで容量比は０．９１０
であった。負極の充電をしなかった以外は例１と同様に
してセルを作製し、例１と同様にして初期容量と２００
０サイクル後の容量を測定した。
【００３４】例１〜７の電気二重層キャパシタの初期容
量及び２０００サイクル後の容量変化率を表１に示す。
表１より初期容量及び容量変化率の点で、本発明の電気
二重層コンデンサは優れている。
量及び２０００サイクル後の容量変化率を表１に示す。
表１より初期容量及び容量変化率の点で、本発明の電気
二重層コンデンサは優れている。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【発明の効果】本発明により、初期容量が大きく、耐電
圧が高く、充放電サイクルによる容量劣化が少ない電気
二重層キャパシタが得られる。
圧が高く、充放電サイクルによる容量劣化が少ない電気
二重層キャパシタが得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】活性炭を主体とする分極性電極からなる正
極と、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料に化
学的方法又は電気化学的方法でリチウムイオンを吸蔵さ
せた材料を主体とする負極と、リチウム塩を溶質とする
有機電解液とを有する電気二重層キャパシタにおいて、
前記正極の容量の前記負極の容量に対する比率が０．０
０１〜０．９であることを特徴とする電気二重層キャパ
シタ。 - 【請求項２】リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材
料は、Ｘ線回折により測定した［００２］面の面間隔が
０．３３５〜０．４１０ｎｍである請求項１記載の電気
二重層キャパシタ。 - 【請求項３】正極は、比表面積が８００〜３０００ｍ2
／ｇの活性炭、導電性カーボンブラック及びバインダか
らなる請求項１又は２記載の電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212273A JPH1154383A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212273A JPH1154383A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154383A true JPH1154383A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16619874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9212273A Withdrawn JPH1154383A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154383A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400996A1 (en) * | 2001-06-29 | 2004-03-24 | Kanebo, Limited | Organic electrolyte capacitor |
| WO2005031773A1 (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-07 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | 有機電解質キャパシタ |
| JP2005101409A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Fdk Corp | キャパシタ |
| JP2009026508A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Nissin Electric Co Ltd | 蓄電デバイス |
| JP2012253072A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | リチウムイオンキャパシタ |
| JP2013038170A (ja) * | 2011-08-05 | 2013-02-21 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ナトリウムイオンキャパシタ |
| JP2014127656A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | 非水電解液蓄電素子 |
| JP2014130719A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Ricoh Co Ltd | 非水電解液蓄電素子 |
| US8927156B2 (en) | 2009-02-19 | 2015-01-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
| US8986870B2 (en) | 2009-03-09 | 2015-03-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
| WO2015093289A1 (ja) * | 2013-12-17 | 2015-06-25 | 住友電気工業株式会社 | リチウムイオンキャパシタ |
| JP2015170737A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 住友重機械工業株式会社 | リチウムイオンキャパシタ、蓄電装置、及びショベル |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP9212273A patent/JPH1154383A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1400996A4 (en) * | 2001-06-29 | 2008-06-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | CAPACITOR WITH ORGANIC ELECTROLYTE |
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| WO2005031773A1 (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-07 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | 有機電解質キャパシタ |
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| US9406978B2 (en) | 2009-03-09 | 2016-08-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
| JP2012253072A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | リチウムイオンキャパシタ |
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| JP2015170737A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 住友重機械工業株式会社 | リチウムイオンキャパシタ、蓄電装置、及びショベル |
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