JPS63213914A - Electric double-layer capacitor - Google Patents

Electric double-layer capacitor

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JPS63213914A
JPS63213914A JP62046822A JP4682287A JPS63213914A JP S63213914 A JPS63213914 A JP S63213914A JP 62046822 A JP62046822 A JP 62046822A JP 4682287 A JP4682287 A JP 4682287A JP S63213914 A JPS63213914 A JP S63213914A
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JP
Japan
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electric double
layer capacitor
group
double layer
carbon atoms
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剛 森本
和也 平塚
恭宏 真田
広志 有賀
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Elna Co Ltd
AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
Elna Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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に関するものである。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an electric double layer capacitor.

(従来の技術) 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フフ化リン酸、47フ化ホウ酸またはトリフ
ルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩、テトラアル
キルアンモニウム塩など電気化学的に安定な溶質を、極
性有機溶媒に溶解させたものが知られている(特開昭4
9−68254号、特開昭50−44463号、特開昭
59−232409号などの公報)。
(Prior Art) Conventionally, electrolytes used in electric double layer capacitors include electrochemical solutions such as perchloric acid, 6-fluorinated phosphoric acid, 47-fluorinated boric acid, or alkali metal salts and tetraalkylammonium salts of trifluoromethanesulfonic acid. It is known that a stable solute is dissolved in a polar organic solvent (Japanese Unexamined Patent Publication No. 4
9-68254, JP-A-50-44463, JP-A-59-232409, etc.).

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、これら公知の溶質を使用した電気二重層
コンデンサにおいては、耐電圧、容量値、長期信頼性な
どの点で十分な性能が得られないという問題点があった
(Problems to be Solved by the Invention) However, electric double layer capacitors using these known solutes have the problem that sufficient performance cannot be obtained in terms of withstand voltage, capacitance value, long-term reliability, etc. there were.

本発明は、前記の問題点を解決して、耐電圧、容量およ
び長期信頼性に優れた電気二重層コンデンサを提供する
ことを目的としている。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an electric double layer capacitor that has excellent withstand voltage, capacity, and long-term reliability.

(問題点を解決するための手段) 前記の問題点を解決するため本発明は、分極性電極と電
解液との界面で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、電解液の溶質が一般式(I)
〜(I[+)のいずれかで表される塩であることを特徴
とする電気二重層コンデンサを提供するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an electric double layer capacitor that utilizes an electric double layer formed at the interface between a polarizable electrode and an electrolyte. The solute is of general formula (I)
An electric double layer capacitor characterized by being a salt represented by any one of -(I[+)] is provided.

(CHz)− R3P  (CHz ) 、、P Rx ’ ・2X(
III)ただし、前記一般式において、R,R’はそれ
ぞれHlまたは炭素数1〜15のアルキル基、アリル(
allyl)基もしくは炭素数6〜15のアリール(a
ryl)基を、nは1〜20の整数を示し、XはBF4
、PF、 、Cl0a % AsFb 、SbF、 、
A7ICl、またはRfSCh  (Rfは炭素数1〜
8のフルオロアルキル基)を示す。
(CHz) - R3P (CHz) ,,PRx' ・2X(
III) However, in the above general formula, R and R' are each Hl or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, allyl (
aryl) group or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms (a
ryl) group, n is an integer of 1 to 20, and X is BF4
,PF, ,Cl0a% AsFb,SbF, ,
A7ICl, or RfSCh (Rf has 1 or more carbon atoms
8) is shown.

本発明で用いる電解液の溶質としては前記一般式(1)
、(II)または(I[I)で表される塩であることが
必要である。前記一般式においてR,R’はH(すべて
がHであることはない)、または炭素数1〜15好まし
くは1〜4のアルキル基、アリル基もしくは炭素数6〜
15好ましくは6〜10のアリール基であり、nは1〜
20好ましくは1〜15の整数である。
The solute of the electrolytic solution used in the present invention is represented by the above general formula (1).
, (II) or (I[I). In the above general formula, R and R' are H (not all H), an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, an allyl group, or an allyl group having 6 to 4 carbon atoms.
15 is preferably an aryl group of 6 to 10, and n is 1 to 10.
20, preferably an integer from 1 to 15.

好ましいアルキル基の例としては、メチル基、エチル基
、プロピル基、ブチル基などがあげられ、好ましいアリ
ール基の例としては、フェニル基(C6H5) 、トリ
ル基(CHff・C,H4−)、ナフチル基(C1゜H
,−)などがあげられる。
Examples of preferable alkyl groups include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, and examples of preferable aryl groups include phenyl group (C6H5), tolyl group (CHff・C,H4−), and naphthyl group. Group (C1゜H
, -), etc.

また、前記一般式においてXはBF、、PFいCI O
4、A S F b 1S b F & 、A I C
l 4またはRrsoxであり、Rfは炭素数1〜8の
フルオロアルキル基を示す。
In addition, in the above general formula, X is BF, PF, CIO
4, A S F b 1 S b F & , A I C
l4 or Rrsox, and Rf represents a fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.

好ましい塩としては、たとえば、 ジエチルトリスプロピレンジホスホニウムビステトラフ
ルオロボレート 、(CH・)・ テトラエチルジブロピレンジホスホニウムビステトラフ
ルオロポレート ヘキサエチルプロピレンジホスホニウムビステトラフル
オロボレート Et           Et ヘキサエチルヘキシレンジホスホニウムビステトラフル
オロボレート などがあげられる。
Preferred salts include, for example, diethyl trispropylene diphosphonium bistetrafluoroborate, (CH.).tetraethyldibropylene diphosphonium bistetrafluoroporate hexaethylpropylene diphosphonium bistetrafluoroborate Et Et hexaethylhexylene diphosphonium bistetra Examples include fluoroborate.

このような溶質(電解質)の電解液中の濃度としては、
0.1〜3.0 M/1が適当テアリ、特ニO。
The concentration of such a solute (electrolyte) in the electrolyte is:
0.1 to 3.0 M/1 is suitable for tearing, especially NiO.

5〜1.5M、#とすることが好適である。この濃度が
低過ぎると内部抵抗が増大し、また容量が低下する一方
、高過ぎると寒冷時などに溶質が析出して安定性が低下
するなどの不具合を生ずる恐れがある。
It is suitable to set it as 5-1.5M, #. If this concentration is too low, the internal resistance will increase and the capacity will decrease, while if it is too high, problems such as precipitation of solutes and decreased stability may occur in cold weather.

本発明で用いる電解液の溶媒としては、特に限定される
ものではなく、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、T−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメ
チルホルムアミド、1,2−ジメトキシエタン、スルホ
ラン、ニトロメタンなどが単独でまたは適宜混合して好
適に使用される。
The solvent for the electrolytic solution used in the present invention is not particularly limited, and propylene carbonate, butylene carbonate, T-butyrolactone, acetonitrile, dimethylformamide, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, nitromethane, etc. may be used alone or as appropriate. They are preferably used in combination.

本発明で用い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に不活性で、か
つ比表面積の大きな活性炭粉末あるいは活性炭繊維を使
用するのが好ましい。
The material of the polarizable electrode used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use activated carbon powder or activated carbon fiber that is electrochemically inert to the electrolyte and has a large specific surface area.

特に、活性炭粉末にポリテトラフルオロエチレン(P 
T F E)などの結着剤を添加し、ロール成形してシ
ート化し、さらに好ましくは一軸または二軸方向に延伸
処理を施した電極は、単位体積当りの容量、強度および
長期信頼性に優れているので好適に使用される。
In particular, activated carbon powder contains polytetrafluoroethylene (P).
Electrodes that are added with a binder such as TFE), roll-formed into a sheet, and preferably stretched uniaxially or biaxially have excellent capacity per unit volume, strength, and long-term reliability. Therefore, it is suitable for use.

本発明で一対の分極性電極の間に介装されるセパレータ
としてはポリプロピレン繊維不織布、ガラス繊維混抄不
織布などよりなる通常のセパレータを使用することがで
きる。
As the separator interposed between the pair of polarizable electrodes in the present invention, a normal separator made of polypropylene fiber nonwoven fabric, glass fiber mixed nonwoven fabric, etc. can be used.

(実施例) 次に、実施例および比較例を図面を参照して具体的に説
明する。
(Example) Next, Examples and Comparative Examples will be specifically described with reference to the drawings.

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電気二重層コンデンサのユニー/
 トセル(直径20■、厚み2.01m) ヲ次のよう
にして作製した。まず、活性炭粉末(比表面積200O
n(/ 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純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板状に打ち抜いて分極性電
極1および2(直径15mm、厚さ0.7mm)とし、
この分極性電極1.2をポリプロピレン繊維不織布より
なるセパレータ3を介して互いに対向させてステンレス
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
かしめて封口し一体化した。
Common to the examples and comparative examples of the present invention is the coin type electric double layer capacitor shown in FIG.
A cell (diameter 20cm, thickness 2.01m) was prepared as follows. First, activated carbon powder (specific surface area 200O
10% by weight of polytetrafluoroethylene was added to n(/g) and formed into a sheet by wet mixing. The sheet thus obtained was punched out into a disk shape to form polarizable electrodes 1 and 2 (diameter 15 mm, thickness 0.7 mm),
The polarizable electrodes 1.2 are housed in an outer container made of a stainless steel cap 4 and a stainless steel can 5, facing each other with a separator 3 made of a nonwoven polypropylene fiber fabric interposed therebetween. Next, a predetermined electrolyte is injected into the unit cell, and the polarizable electrode 1.2 and separator 3 are
After sufficiently impregnating the inside with this electrolytic solution, the ends of the cap 4 and can 5 were caulked and sealed via a polypropylene backing 6 to integrate them.

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
濃度1.0M/ffとして用いた各セルについて、2.
8Vの電圧を印加したとき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70゛Cで1000時間貯蔵した後の容量を測
定し、初期容量からの容量劣化率(%)を算出した。こ
れらの測定結果を実施例1〜8および比較例1.2とし
て第1表に示した。
2. For each cell using the electric double layer capacitor unit cell produced as described above and using various electrolytes as shown in Table 1 at a concentration of 1.0 M/ff.
After measuring the initial capacity and internal resistance when a voltage of 8V was applied, the capacity after being stored at 70°C for 1000 hours while applying a voltage of 2.8V to the cell was measured. The capacity deterioration rate (%) was calculated from These measurement results are shown in Table 1 as Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1.2.

なお、内部抵抗は、交流二端子法(周波数IKHz)に
よって測定した。
Note that the internal resistance was measured by an AC two-terminal method (frequency IKHz).

(本頁、以下余白) (発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、耐電圧が高いため
に高温条件下での容量劣化率が低く長期信頬性の高い電
気二1i層コンデンサが得られる。
(This page, blank space below) (Effects of the invention) As explained above, according to the present invention, an electric 21I layer capacitor has a high withstand voltage, a low capacity deterioration rate under high temperature conditions, and a high long-term reliability. is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による電気二重層コンデンサの一実施態
様を示す部分断面図である。 1.2・・・・・・分極性電極、 3・・・・・・セパレータ、 4・・・・・・キャップ、 5・・・・・・缶、 6・・・・・・パフキング。
FIG. 1 is a partial sectional view showing one embodiment of an electric double layer capacitor according to the present invention. 1.2... Polarizable electrode, 3... Separator, 4... Cap, 5... Can, 6... Puffing.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)分極性電極と電解液との界面で形成される電気二
重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、電解液
の溶質が一般式(I)〜(III)のいずれかで表される
塩であることを特徴とする電気二重層コンデンサ。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) ただし、前記一般式において、R、R′はそれぞれH、
または炭素数1〜15のアルキル基、アリル(ally
l)基もしくは炭素数6〜15のアリール(aryl)
基を、nは1〜20の整数を示し、XはBF_4、PF
_6、ClO_4、AsF_6、SbF_6、AlCl
_4またはRfSO_3(Rfは炭素数1〜8のフルオ
ロアルキル基)を示す。
(1) In an electric double layer capacitor that utilizes an electric double layer formed at the interface between a polarizable electrode and an electrolyte, the solute of the electrolyte is a salt represented by one of the general formulas (I) to (III). An electric double layer capacitor characterized by: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(III) However, in the above general formula, R, R' are respectively H,
or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, allyl
l) Group or aryl having 6 to 15 carbon atoms
group, n is an integer from 1 to 20, and X is BF_4, PF
_6, ClO_4, AsF_6, SbF_6, AlCl
_4 or RfSO_3 (Rf is a fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms).
(2)前記溶質の濃度が0.1〜3.0M/lである特
許請求の範囲第1項記載の電気二重層コンデンサ。
(2) The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the concentration of the solute is 0.1 to 3.0 M/l.
JP62046822A 1987-03-03 1987-03-03 Electric double-layer capacitor Granted JPS63213914A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754393A (en) * 1995-03-07 1998-05-19 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754393A (en) * 1995-03-07 1998-05-19 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor

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