JPS6263415A - 電気二重層キヤパシタ - Google Patents

電気二重層キヤパシタ

Info

Publication number
JPS6263415A
JPS6263415A JP60204076A JP20407685A JPS6263415A JP S6263415 A JPS6263415 A JP S6263415A JP 60204076 A JP60204076 A JP 60204076A JP 20407685 A JP20407685 A JP 20407685A JP S6263415 A JPS6263415 A JP S6263415A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activated carbon
acid
double layer
electric double
layer capacitor
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
JP60204076A
Other languages
English (en)
Inventor
清人 大塚
長田 司郎
栄治 田中
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.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co 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 Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP60204076A priority Critical patent/JPS6263415A/ja
Publication of JPS6263415A publication Critical patent/JPS6263415A/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

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低温(−20℃以下)における充放電性能の改
良された電気二重層キャパシタに関する。
〔従来の技術〕
近年、軽量で高エネルギー密度の電池の開発が要望され
ている。その1つとして電解質を溶解した溶液に分極性
tWとして比表面積の大きな活性炭素成形品、特に活性
炭素繊維を用いた電気二重層キャパシタがすでに知られ
ている(特開55−99714号、同58−22252
0号、同59−138327号等)。
活性炭素成形品、特に比表面積が700〜4000rn
/9のように大きな比表面積を有する活性炭素繊維は多
量のドーピングが可能である。このため活性炭素繊維電
極を用いることにより高エネルギーの出力が可能でおる
。またこのキャパシタの充放電に対する耐久性は100
00回以」二であって、実用上十分な耐久性を有してい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このように有用な電気二本層キャパシタも一20℃以下
の低温においては充放電性能が大幅に低下するという欠
点を有し、実用上、−20℃以下の低温においては使用
することができない。
本発明の目的は電気二重層キャパシタの有用な性能を損
うことなく、低温においても実用上十分な充放t′性能
を有する電気二重層キャパシタを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは上記の目的に鑑みて広範に亘る検討を行っ
たところ、電解質を溶解した溶液に分極性電極として活
性炭素成形品、特に活性炭素繊維を浸漬してなる!気二
重層キャパシタにおいて、驚くべきことに該活性炭素成
形品が強酸で処理されたものである場合には電気二重層
キャパシタの低温での充放電性能が顕著に向上すること
を認め本発明に至った。
すなわち、本発明は活性炭素成形品よシなる電極が強酸
で処理されたもの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ものである。
そしてこれは低温(−20℃以下)においても良好な充
放電性能を有している。
本発明において用いられる活性炭素成形品はその原料が
合成有機高分子またはピッチよシなるものである。該合
成有機高分子にはビニロン、フェノール樹脂、ポリアク
リロニトリル、等のような純合成高分子の他、anti
 ts導体、等のような半合成高分子を包含する。ヤシ
ガラ等の天然高分子を原料にした場合には、得られた活
性炭素成形品中に含有される不純物が多いためか、本発
明の電気二重層キャパシタには適さない。該合成有機高
分子化合物またはピッチは任意の形態で従来公知の方法
に従い活性炭素成形品とされる。即ち、活性炭素が粒状
又は粉末状である場合には例えば棒状、シート状、フィ
ルム状態の所望の形態に成形される。また、原料として
ビニロン繊維やフェノール系繊維等のように繊維状の原
料よりなるものは、あらかじめ原料の繊維を織布として
おくことによシ、シート状の活性炭素成形品が得られる
活性炭素成形品は通常100mシf以上の比表面積を有
するが中でも比表面積が700〜4oood/gの活性
炭素繊維が特に好ましい。活性炭素繊維電極は直径が1
0〜20μmのものから構成されたシート状のものがよ
い。そのシートの構造はフェルト状、布状、ハニカム状
、紙状いずれであってもよい。活性炭素繊維は比表面積
が極めて大きいために電気化学的手段を用いてイオンを
ドープする場合大麓のドー1が可能である。活性炭素繊
維の種類としてはアクリル系、レーヨン系、ピッチ系、
ビニロン系、フェノール系の各繊維が存在する。
この中のいずれのものを用いてもよいがフェノール系の
繊維が好ましい。フェノール系活性炭素繊維は賦活処理
条件によって異なるが、比表面積が1000〜4000
 m/fである。他のもののそれが700〜140 o
祷/Iであることと比較すると比表面積が格段に大きい
本発明において用いられる強酸とは25℃における酸の
解離定数(K、)が1×IC以上のものである。具体的
にはヨウ化水素、臭化水素、塩化水素、過塩素酸、硝酸
、硫酸、ヨウ素酸、シュウ酸、亜硫酸、亜塩素酸、リン
酸、工水等が挙げられる。フッ化水素酸、酢酸、炭酸、
石炭酸等の弱酸による処理では本発明の効果は得られな
い。
好ましい酸としては酸解離定数(Ka)かIXI(r’
以上のものがよい。例えばフッ化水素を除く硝酸、過塩
素酸、硝酸、硫酸がよい。特に好ましい酸としては取り
扱いが容易なこと、処理効果の大きいことを考慮すれば
、硝酸または硝酸がよい。
ゲン化水素がよい。
本発明における活性炭素成形品の強酸での処理方法は任
意の方法が採用される。例えば強酸溶液に浸漬する方法
、強酸溶液を噴霧する方法、強酸蒸気にさらす方法等が
挙げられるが強酸溶液に浸漬する方法が簡便であシ、ま
た効果も大きいのでよい。
溶液に浸漬する場合の水溶液の酸の濃度は15規定〜]
規定の範囲がよい。浸漬時間は用いる酸の種類、濃度に
よって異なるので一概には言えないが、塩化水素や硝酸
のような解離定数(K&)が極めて大きい酸分用いた場
合には、水溶液で10規定〜2規定の酸濃度において浸
漬時間1時間〜10時間の範囲がよい。
強酸で処理分行った後に活性炭素成形品を蒸留水で十分
洗浄しその後に乾燥を行う。乾燥は200℃程度の温度
において常圧で乾燥させるか減圧下で乾燥させる。乾燥
は1時間以上行うのがよい。
本発明の電気工NNjキャパシタは、前記方法によシ強
酸処理、水洗、乾燥した活性炭素成形品を電解質を溶解
した溶液に浸漬することに↓り製造される。
本発明で用いられる電解質と1〜では金属の陽イオン、
4級アンモニウムイオン、カルボニウムカチオン、オキ
ソニウムカチオン及びピリジニウムカチオン等の陽イオ
ンと陰イオンの塩を挙げることができる。
ここで用いられる陰イオンとしてはCA’0a−1BF
a−1SbFs、SbCJs−1AsFa−1PFm″
、l5−1)IF2−1CR8Oa−等を挙げることが
できる。特に好ましい陰イオンとしてはCl0a−であ
る。具体的な電解質としてはLiC!lOa、BuaN
−CJ?04、K−AsFa、Na =BF4、 (C
aHs)a C・BF4 、れらに限定されるものでは
ない。
本発明で用いられる電解液としての有機溶媒は有機非水
溶媒であシ、非プロトン性でかつ高誘電率のものが好ま
しく、また凝固点の低いものがよい。具体例としてはプ
ロピレンカーボネート、γ−プチロヲクトン、ジメチル
スルフオキシド、ジメチルフォルムアミド、アセトニト
リル、エチレンカーボネート、テトフヒドロフラン、ジ
メトキvxpン、ジクaoxタン等を挙げることができ
るがこれらに限定されるものではない。これらの有機溶
媒は一種又は二種以上の混合溶媒として用いてもよい。
特に好ましくはプロピレンヵーポネ主 一トを4体とするのがよい。電解質の濃度は用いる活性
炭素成形品電極の状態、電解質の種類及び有機溶媒の種
類等によって異なるので一種に規定することはできない
力ぶ通常は0.001〜10モル/lの範囲である。電
解質おるいは溶媒中に存在する酸素や水分がキャパシタ
の性能を低下させる場合があるため電解質あるいは溶媒
は常法に従い、あらかじめ十分に精製しておくことが望
ましい。
本発明において、必要ならばポリエチレン、ボリグロビ
レン、テフロン等の合成樹脂製の多孔質膜や天然繊維を
両極の間の隔膜として使用してもよい。
本発明の電気二重層キャパシタは密閉式にして外界から
の酸素や水分の混入を防止するのがよい。
本発明の電気二重層キャパシタは低温においても良好な
充放電特性を有するために広い温度域において使用でき
工業的に電気二′IL層キャパシタとして非常に有用で
ある。
〔実施例〕
以下実施例によシ本発明をよシ具体的に説明する。
実施例1 〔硝酸処理を行った活性炭素繊維を用いた電気二重層キ
ャパシタ〕 1t−M×11角の大きさのフェノール系の活性炭素繊
維シート(比表面積:z5oo4/7)を4規定の硝酸
水溶液に25℃の温度において4時間浸漬し酸処理を行
った。この後蒸留水によって活性炭素繊維を十分洗浄し
さらに200℃の温度で2時間真空乾燥を行った。酸処
理前の活性炭素繊維シートのJ4童は13 mg/cJ
であったが酸処理後は11萼/jまで減少した。
上記の試料を分極性電極とし、集電用の電極として白金
メツシュを用いることにより電気工1)IJキャパシタ
を作製した。なお酸処理された活性炭素繊維シートはテ
フロンメンブランフィルタ−(ポアサイズ3μm)を介
して両極に設置され、電解液にはプロピレンカーボネー
トに過塩素酸リチウムを1モル/lの濃度で溶解させた
もの2〇−を用いた。
この電気二重層キャパシタを用い、−30℃、−20℃
及び25℃の各温度において1mA定電流充電をセル電
圧が3゜0■になるまで行った後に1mA定電流放電を
行った。得られた充放電曲線を第1図に示した。また充
放電曲線から求めた各温度におけるエネルギー効率〔(
放電エネルギー麓)+(充電エネルギー麓)〕と蓄電エ
ネルギー比(25℃における放電エネルギー盆を100
%とした場合の各温度における放電エネルギーの相対t
)を表1に示した。
実施例2 〔塩酸処理を行った活性炭素繊at′用いた[電工重層
キャパシタ〕 実施例1で用いたと同じフェノール系の活性炭素繊維シ
ート(比表面積; 2500d/f )を用い、4規定
の塩酸水溶液に25℃の温度において4時間浸漬するこ
とにより酸処理を行った。この後実施例1と同様にして
水洗乾燥を行った。
この試料を用いて実施例1と同様な方法でセルを作製し
、実施例1と同様にして各温度における1 mA定電流
充放電特性を測定した。
各温度における充放電曲線を第2図に示し、各温度にお
けるエネルギー効率と蓄電エネルギー比を表】に示した
比較例1 〔未処理の活性炭素繊維を用いた電気二重層キャパシタ
〕 未処理のフェノ・−ル系活性炭素繊維シート(比表面積
i 2 s Oo rt17y )を用いる以外は実施
例1と同様にしてセルを作製1−1同様な測定を行った
なお活性炭素繊維シート電極の大きさは1 an X 
1備であって重量は13rRgであった。
充放電曲線を第3図に示し、各温度におけるエネルギー
効率と蓄電エネルギー比を表1に示しスー。
表1 各温度におけるエネルギー効率と蓄電エネルギー
比 比較例2 〔酢酸処理を行った活性炭素繊維を用いた電気二重層キ
ャパシタ〕 実施例1で用いたと同じフェノール系の活性炭素繊維シ
ートを5規定の酢酸(酸解離定数;1.8X 10−’
 )水溶液に10時間浸漬することにより酸処理を行っ
た。この後実施例1と同様にして水洗、乾燥を行った。
この試料を用いて実施例1と同様にしてセルを作製し各
温度における1mAmA定電流充放電特性定した。各温
度における充放電曲線は比較例1と同様であって、低温
での充放電特性は向上1.ていなかった。
未処理の活性炭素繊維を用いた場合には一30℃の温度
において、充放電特性が大きく悪化し、実用上使用でき
るものではなくなった。しかし酸処理を施すことにより
−30℃における充放電特性が大幅に改善された。
さらに高電圧において実用上有効に利用できるg1荷に
こつ1xfl+紳した協会−一30°Cの1島度での結
果を比較すれば、未処理のものを用いたキャパシタは放
電初期電圧が2vであるのに対し2、酸処理を行ったも
のは2.5vと大きく向上しており、有効に利用できる
電荷は酸処理を行ったものが格段に多いことがわかる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に従えば低温での充放電特
性が著しく改良される電気二重層キャパシタが提供され
る。これにより電気工mWキャパシタの使用温度領域も
大幅に増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、2図及び3図はいずれも各温度における電気二
重層キャパシタの定電流充放電曲線を示す図である。第
1図及び第2図は本発明の例であシ、第3図は従来の例
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)電解質を溶解した溶液に合成高分子、半合成高分子
    またはピッチを原料とする活性炭素成形品を分極性電極
    として浸漬してなる電気二重層キャパシタにおいて、該
    活性炭素成形品が酸解離定数(Ka)が10^−^3以
    上の強酸で処理されたものであることを特徴とする電気
    二重層キャパシタ。 2)該活性炭素成形品700〜4000m^2/gの比
    表面積を有する活性炭素繊維である特許請求の範囲第1
    項記載の電気二重層キャパシタ。 3)強酸として硝酸を用いたことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の電気二重層キャパシタ。 4)強酸としてハロゲン化水素を用いたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の電気二重層キャパシタ。
JP60204076A 1985-09-13 1985-09-13 電気二重層キヤパシタ Pending JPS6263415A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60204076A JPS6263415A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 電気二重層キヤパシタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60204076A JPS6263415A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 電気二重層キヤパシタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6263415A true JPS6263415A (ja) 1987-03-20

Family

ID=16484374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60204076A Pending JPS6263415A (ja) 1985-09-13 1985-09-13 電気二重層キヤパシタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6263415A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1103523A3 (en) * 1999-11-16 2002-04-10 Kuraray Co., Ltd. Activated carbon and method for producing it
JP2012119653A (ja) * 2010-11-08 2012-06-21 Kansai Univ 電気化学キャパシタ
JP2018517269A (ja) * 2015-04-09 2018-06-28 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation 炭素電極を処理する方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6166373A (ja) * 1984-09-07 1986-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 分極性電極の製造法
JPS6290916A (ja) * 1985-08-16 1987-04-25 旭硝子株式会社 電気二重層コンデンサ用の電極

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6166373A (ja) * 1984-09-07 1986-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 分極性電極の製造法
JPS6290916A (ja) * 1985-08-16 1987-04-25 旭硝子株式会社 電気二重層コンデンサ用の電極

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1103523A3 (en) * 1999-11-16 2002-04-10 Kuraray Co., Ltd. Activated carbon and method for producing it
KR100744984B1 (ko) * 1999-11-16 2007-08-02 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 전기 이중층 캐패시터용 전극 및 그것의 제조 방법
JP2012119653A (ja) * 2010-11-08 2012-06-21 Kansai Univ 電気化学キャパシタ
JP2018517269A (ja) * 2015-04-09 2018-06-28 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイションUnited Technologies Corporation 炭素電極を処理する方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tian et al. Vertically stacked holey graphene/polyaniline heterostructures with enhanced energy storage for on-chip micro-supercapacitors
JP2010183059A (ja) ハイブリッドスーパーキャパシタ
CN108914251B (zh) 一种氮杂石墨纤维及其制备方法
JP3012240B2 (ja) 分極性電極材の製造方法
CN108630449B (zh) 具有超高能量密度的柔性非对称超级电容器及其制备方法
JP5004501B2 (ja) 活性炭およびこれを用いた電気二重層キャパシタ
KR102585145B1 (ko) 표면활성화된 탄소섬유 전극, 이의 제조방법, 플렉시블 섬유형 슈퍼커패시터 및 플렉시블 섬유형 슈퍼커패시터의 제조 방법
JP3091373B2 (ja) 電気二重層キャパシタ
JP2004006803A (ja) 電気二重層キャパシタ
CN108899216B (zh) 一种高密度氮杂石墨烯膜及其制备方法
JPS6263415A (ja) 電気二重層キヤパシタ
JPS59105312A (ja) 湿式電気二重層キヤパシタ
CN114743807B (zh) 一种内外生MoO2/三维碳复合材料的制备方法
JP2000123825A (ja) 高分子電極
JP2002110472A (ja) 電気二重層キャパシタ
JP7232500B2 (ja) ハイブリッド材料の製造方法、ハイブリッド材料、電極の製造方法、電極、及び電気化学デバイス
CN109003702B (zh) 一种氮杂石墨烯膜及其制备方法
KR101563896B1 (ko) 필름 형태의 전극의 제조방법
KR101837556B1 (ko) 활물질-나노카본 도전성 첨가제 일체형 핵-껍질 구조를 가진 코발트산화물-그래핀 양자점을 이용한 슈퍼커패시터 전극 재료 및 이의 제조방법
CN112825288A (zh) 超级电容器的电极及其制备方法、超级电容器
JPS59173979A (ja) 非水電池
JP4318337B2 (ja) 非水系電気化学素子用電極およびその製造方法
KR100513209B1 (ko) 수퍼캐패시터와, 이 수퍼캐패시터에 사용되는루테늄산화물 및 수퍼캐패시터용 전극 제조방법
JPS63152867A (ja) ポリアニリン
JPH1064765A (ja) 電気二重層キャパシタの製造方法