JPS6386416A - 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］ 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フッ化リン酸、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、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４９−８８２５４号、特開昭５
９−２３２４０９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１６８ｖ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、−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、電解液としてスルホラン
、およびスルホラン誘導体の中から選ばれた少なくとも
１種類の溶媒と、クロロベンゼンとの混合溶媒に電解質
を溶解させた溶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り、本発明によるコンデ
ンサは耐高温負荷特性および低温特性が優れたものであ
る。

本発明において使用されるスルホラン、およびスルホラ
ン誘導体、たとえば３−メチルスルホランまたは２，４
−ジメチルスルホランは電気化学的な安定性が高く、電
解酸化あるいは電解還元を受けにくく、使用可能な電位
領域が最も広い溶媒の１つである。このため、電気二重
層コンデンサに用いる電解液の溶媒として好適であり、
　３ｖ以上の高い電圧を印加しても溶媒の分解が起こら
ず、信頼性の高い耐電圧特性の優れた電気二重層コンデ
ンサを提供し得るものである。

しかし、一方ではスルホラン系溶媒は粘性が高く、かつ
凝固点も比較的高いために電解質溶液としたときの電気
伝導度が低く、特に低温領域においてはコンデンサの内
部抵抗が上昇することにより容量が低下してしまうとい
う欠点があった０本発明は、凝固点が低く低温特性およ
び電気化学的安定性も優れた溶媒であるクロロベンゼン
（り＝）−Ｃ】）を、スルホラン系溶媒に混合すること
によって前記の欠点を解消したものである。

本発明において使用する混合溶媒中は類似化合物に比し
て優れた特性を増するが、か−るクロロベンゼンの含有
率としては、高い電圧を印加したときの電気化学的安定
性と低温特性および電解質の溶解性の緒特性を満足させ
るためには、１０〜７０容量％とすることが好ましく、
さらに好ましくは２０〜６０容量％、最も好ましくは３
０〜５０容量％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、たとえばアルカリ全会、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
ニウムなどのカチオンと、４塩化アルミン酸、４フッ化
ホウ酸、６フッ化リン酸、６フフ化と酸、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
ホスホニウム若しくはテトラアルキルアンモニウムの４
２フ化ホウ酸塩、６フッ化リン酸塩、６２ツ化ヒ酸塩、
過塩素酸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に不活
性で、かつ比表面積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。

［実施例コ 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２０＋＊ａ＋、厚み２．Ｏｎ＋ｍ　）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線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（直径１５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）とし１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Ｍ＆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６．６′にてそれぞれを接着し収納する０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を介したキャップ４
および缶５の端部をかしめて封口した０分極電極ｌ、２
は、それ°ぞれキャップ４、缶５ヶ内部と導電性樹脂層
７．７′により接着されている。

前述のようにして作成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℃下での初期容量
（ＦＯ）および内部抵抗を２０℃および一１Ｏ℃下で測
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℃で１０００時間貯蔵した後の容量（Ｆ）お
よび内部抵抗＃２０℃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１ｋＨｚ）によって測定した。実施
例１〜７および比較例１．２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。

４６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。

１．２・・・分極性電極、　３・・・セパレータ、４・
・・キャップ、　　５・・・缶、　　６・・・バッキン
グ、７．７′・・・導入性樹脂層

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、
   前記電解液としてスルホン、およびスルホラン誘導体の
   中から選ばれた少なくとも１種類の溶媒と、クロロベン
   ゼンとの混合溶媒に電解質を溶解させた溶液を用いるこ
   とを特徴とする電気二重層コンデンサ。
2. （２）前記混合溶媒におけるクロロベンゼンの含有率が
   、１０〜７０容量％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。
3. （３）前記電解質が、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、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。