JPS63140516A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

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、電気二重層コンデンサ、詳しくは性能の優れ
た電気二重層コンデンサに関するものである。

［従来の技術］ このような電気二重層コンデンサに用いる電解液として
は、従来、過塩素酸、６フッ化リシ酸、４フッ化ホウ酸
またはトリフルオロメタンスルホン酸のテトラアルキル
アンモニウム塩、アンモニウム塩またはアルカリ金属塩
などの電解質を、プロピレンカーボネート、γ−ブチロ
ラクトン１アセトニトリル、ジメチルホルムアミドなど
の有機溶媒に溶解させて得られる電解液が知られている
。（特開昭４８−５０２５５号、特開昭４９−６８２５
４号、特開昭５９−２３２４０９号などの公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の電気二重層コンデンサ
においては、一般にユニットセルの耐電圧は１．８Ｖ前
後であり、主な用途であるメモリバックアップ電源とし
て用いる際には５．５Ｖの耐電圧が必要とされるので３
セルを直列に積層した状態で製品化されていた。ユニッ
トセルの耐電圧を２．７５Ｖ以上に向上させれば２セル
の積層で済み、コストの低減が可能になるが、一方、従
来の電気二重層コンデンサでは２．７５Ｖ以上の電圧を
印加すると電解液の溶媒の分解が起こるためコンデンサ
の容量が低下したり、ガスの発生によって外装ケースが
膨張するために内部抵抗が増大したり、さらには電解液
がセルから漏れたりすることがあり、特に高温度の下で
使用したときに、このような劣化現象が顕著にあられれ
るという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 前記問題点を解決するため本発明は、分極性電極と電解
液との界面において形成される電気二重層を利用する電
気二重層コンデンサにおいて、前記電解液として、クロ
ルベンゼンを含有する電解液を用いることを特徴とする
電気二重層コンデンサを提供するものである。本発明に
よるコンデンサは、高電圧下での耐高温負荷特性に優れ
たものである。

本発明において、クロルベンセンを含有する電解液の溶
媒は、電気化学的な安定性に優れ、かつ電解質を溶解さ
せて電気伝導性を付与できるものであれば、特に限定さ
れるものではないが、その中でもエチレンカーポネイ１
、プロピレンカーボネイト、１−ブチレンカーボネイト
、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、プロピオニト
リル、ブチロニトリル、バレロニトリルが好適に使用さ
れる。

しかし、これら溶媒に下記する電解質を溶解した電解液
を用いた場合に２．７５Ｖ以上の電圧を印加すると、電
解液の分解が起こり、コンデンサ性能の劣化をきたすと
いう欠点があった。本発明は、これらの電解液にクロル
ベンゼンを欠点を解消したものである。

その理由は明らかではないが、後述するように分極性電
極に用いている活性炭表面上にクロルベンゼンが不可逆
的に強吸着し、溶媒の電気化学的分解反応に授かる電極
上の活性サイトを遮蔽することにより、分解反応速度を
著しく低下させることに起因していると推察される。

クロルベンゼンは凝固点が一４３°Ｃと低温特性に優れ
、電気化学的安定性にも優れているが、誘電率が低いた
めに電解質の溶解性が小さいためクロルベンゼンの電解
液への含有量が過度に大きいことは好ましくない、した
がって、クロルベンゼンの含有量としては、使用される
溶媒の種類によっても異なり、用いる電解質の所望の溶
解度が維持できる範囲でクロルベンゼン含有量が多いほ
ど劣化防止という面からは望ましい。混合させる溶媒種
によって多少差はおるが、５０容量％以下にするのが好
ましい。一方。

下限値としては、０．５容量％以上効果は発現されるが
、好ましくはｌ容量％以上、さらに好ましくは５容量％
以上である。

本発明における電解液の電解質としては、通常使用され
ているもの、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属
、テトラアルキルアンモニウム、テトラアルキルホスホ
ニウム チオンと、４塩化アルミン酸，４フッ化ホウ酸、６フッ
化リン酸、６フッ化ヒ酸、過塩素酸、トリフルオロメタ
ンスルホン酸などの７ニオンとを組合わせてなる塩が好
適に使用される。これらの塩の中で、溶媒に対する溶解
度、溶液の電気伝導度および電気化学的安定性などの点
でテトラアルキルホスホニムもしくはテトラアルキルア
モニウムの４フッ化ホウ酸塩、６フッ化リン酸塩、６フ
ッ化ヒ酸塩、過塩素塩またはトリフルオロメタンスルホ
ン酸塩などが本発明における電解質として特に好適であ
る。

本発明において使用する分極性電極の材質については、
特に限定されないが、電解液に対して電気化学的不活性
で、かつ比表面の大きな活性炭あるいは活性炭繊維を使
用するのが好ましい。

［実施例］ 次に、実施例および比較例を図面に基づいて具体的に説
明する。

本発明の実施例および比較例に共通のものとして第１図
に示すようなコイン型の電気二重層コンデンサのユニッ
トセル（直径２０ｍｍ、厚み２．０１１１　）を次のよ
うにして作成した。まず、活性炭粉末（比表面積的２，
０００ｍ２／ｇ　）に１０重量％のポリテトラフルオロ
エチレンを添加して湿式混練によってシート化した。こ
のようにして得られたシートを円盤状に打ち抜いて分極
性電極１（直径１５ｍｍ、厚さ０．７ｍ＋＊　）とし、
分極性電極ｌとこれと同一の組成、形状を有する分極性
電極２とをポリプロピレン繊維不織布よりなるセパレー
タ３を介してステンレス鋼製のキャップ４およびステン
レス鋼製の缶５からなる外装容器中に黒鉛系導電性接着
剤７．７′にてそれぞれを接着し収納する。次に、ユニ
ットセル中に所定の電解液を注入して分極性電極１，２
およびセパレータ３中にこの電解液を充分に含浸させた
後、ポリプロピレン製バッキング６を介してキャップ４
および缶５の端部をかしめて封口した。

前述のようにして作製した電気二重層コンデンサのユニ
ットセルを使用し、第１表に示すような種々の電解液を
用いた各セルについて、２．８ｖの電圧を印加したとき
の２０°Ｃ下での初期容量および内部抵抗を測定した後
、引続いてこのセルに２．８ｖの電圧を印加しながら７
０°Ｃで１０００時間貯蔵した後の容量および内部抵抗
を２０°Ｃ下で測定し、これらの測定値を初期値と比較
できるように第１表に示した。内部抵抗は、交流二端子
法（周波数１　ｋＨｚ　）によって測定した。実施例１
〜１４および比較例１〜９における測定結果は第１表に
示した。

［発明の効果］ 第１表の結果から明らかなように、本発明になる電気二
重層コンデンサは、低温特性および耐高温負荷特性に優
れたものであり、その工業的価値はきわめて大なるもの
である。

４、図面の説明 第１図は本発明の一実施例になる電気二重層コンデンサ
の断面図である。

手続補正書Ｇ式） 昭和６２年　３月／７日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）分極性電極と電解液との界面において形成される
   電気二重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、
   前記電解液として、クロルベンゼンを含有する電解液を
   用いることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
2. （２）電解液の溶媒が、エチレンカーボネイト、プロピ
   レンカーボネイト、１−ブチレンカーボネイト、γ−ブ
   チロラクトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブ
   チロニトリル、バレロニトリルの中から選ばれた少なく
   とも１つであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   の電気二重層コンデンサ。
3. （３）電解液の電解質が、テトラアルキルホスホニウム
   またはテトラアルキルアンモニウムよりなるカチオンと
   、４フッ化ホウ酸、６フッ化リン酸、６フッ化ヒ酸、過
   塩素酸またはトリフルオロメタンスルホン酸よりなるア
   ニオンとを組合せた塩である特許請求の範囲第２項記載
   の電気二重層コンデンサ。