JPWO2019044792A1 - 活性炭、電極材料及び当該電極材料を用いた電極 - Google Patents
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Abstract
Description
1.導電性高分子で被覆した部分を含み、細孔分布における、細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が、全細孔容積の45%以上100%以下である活性炭。
2.前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである1に記載の活性炭。
3.前記ドーパントが、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である2に記載の活性炭。
4.前記ドーパントが、臭化リチウム、塩化リチウム、及びヨウ化リチウムから選ばれる1種以上である2に記載の活性炭。
5.前記ドーパントが、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上である2に記載の活性炭。
6.前記ドーパントが、スルホコハク酸誘導体である2に記載の活性炭。
7.前記導電性高分子が、フェノール性化合物を含む1〜6のいずれかに記載の活性炭。
8.前記フェノール性化合物が、クレゾール系化合物である7に記載の活性炭。
9.導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭を含み、前記活性炭の細孔分布における、細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が、全細孔容積の45%以上100%以下である電極材料。
10.前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである9に記載の電極材料。
11.前記ドーパントが、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である10に記載の電極材料。
12.前記ドーパントが、臭化リチウム、塩化リチウム、及びヨウ化リチウムから選ばれる1種以上である10に記載の電極材料。
13.前記ドーパントが、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上である10に記載の電極材料。
14.前記ドーパントが、スルホコハク酸誘導体である10に記載の電極材料。
15.前記導電性高分子が、フェノール性化合物を含む9〜14のいずれかに記載の電極材料。
16.前記フェノール性化合物が、クレゾール系化合物である15に記載の電極材料。
17.1〜8のいずれかに記載の活性炭又は9〜16のいずれかに記載の電極材料を含むシート。
18.9〜16のいずれかに記載の電極材料又は17に記載のシートを含む電極。
19.導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭を含む電極であって、前記電極の表面に存在する活性炭の平均粒径をμ、前記電極の表面に存在する活性炭の分散をσとしたとき、σ/μで表される変動係数が40%以下である電極。
20.前記電極の表面に存在する活性炭の平均粒径が20nm以上100nm以下である19に記載の電極。
21.前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである19又は20に記載の電極。
22.前記ドーパントが、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である21に記載の電極。
23.前記ドーパントが、臭化リチウム、塩化リチウム、及びヨウ化リチウムから選ばれる1種以上である21に記載の電極。
24.前記ドーパントが、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上である21に記載の電極。
25.前記ドーパントが、スルホコハク酸誘導体である21に記載の電極。
26.前記導電性高分子が、フェノール性化合物を含む19〜25のいずれかに記載の電極。
27.前記フェノール性化合物が、クレゾール系化合物である26に記載の電極。
28.活性炭を含むシートを導電性高分子の溶液に浸漬する電極の製造方法。
29.活性炭、導電助剤及びバインダーを含む組成物を集電体シートに塗布し、前記組成物を乾燥して、活性炭を含むシート及び集電体シートからなる積層体を製造し、前記積層体を導電性高分子の溶液に浸漬する電極の製造方法。
30.前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである28又は29に記載の電極の製造方法。
31.18〜27のいずれかに記載の電極を備える電気化学デバイス。
32.18〜27のいずれかに記載の電極、並びに、リチウムイオンの挿入及び脱離の可能な電極材料を含む電極を備えるリチウムイオンキャパシタ。
本発明の一実施形態に係る活性炭は、導電性高分子で被覆した部分を含み、細孔分布における細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が、全細孔容積の45%以上100%以下である。
また、本発明の一実施形態に係る電極材料は、導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭を含み、導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭は、細孔分布における細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が、全細孔容積の45%以上100%以下である。
図1は、電解イオンが活性炭(炭素電極)に吸着される様子を示す概念図である。電解液中の電解イオンは、通常、数Å程度の直径を有するため、活性炭表面の細孔のうち、細孔直径10Å〜20Åの範囲の細孔に、電解イオンは吸着しやすい。本実施形態の活性炭は、細孔直径10Å未満の細孔が、導電性高分子によって優先的に被覆されており、導電性高分子で被覆されていない活性炭よりも細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が拡張されている。これにより本実施形態の電極材料は、電気化学デバイスの静電容量を向上させることができる。
尚、導電性高分子は、高い導電性を有するので、被覆によって活性炭の電気的性能が低下することはない。
活性炭の細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の容積、及び全細孔容積は、窒素吸着等温線から求めた細孔分布により評価することができる。
活性炭の比表面積は、実施例に記載の方法で評価することができる。
活性炭の細孔の容積は、窒素吸着等温線から求めた細孔分布により評価することができる。
ポリアニリン及びポリアニリン誘導体は、リチウムイオン伝導性であるので、ポリアニリン及び/又はポリアニリン誘導体で活性炭を被覆した場合であっても、活性炭の電気的性能を損なうことがないので好ましい。
上記分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により測定できる。
ドーパントとして作用するアニオンは、特には限定されないが、好ましくは芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である。
有機スルホン酸のイオンは、分子サイズが大きく高温雰囲気中で脱ドープしにくいため、導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭の導電率の安定化に効果的である。
上記有機スルホン酸の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、フェノールスルホン酸、スルホイソフタル酸、スルホサリチル酸、カンファースルホン酸、アダマンタンスルホン酸、スルホコハク酸等を挙げることができる。
R13及びR14は、それぞれ独立に、炭化水素基又は−(R15O)r−R16基[ここで、R15はそれぞれ独立に炭化水素基又はシリレン基であり、R16は水素原子、炭化水素基又はR17 3Si−基(ここで、R17はそれぞれ独立に炭化水素基である)であり、rは1以上の整数である]である。)
R13及びR14における、R15が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、例えば炭素数1〜24の直鎖若しくは分岐状のアルキレン基、芳香環を含むアリーレン基、アルキルアリーレン基、アリールアルキレン基である。また、R13及びR14における、R16及びR17が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、炭素数1〜24の直鎖若しくは分岐状のアルキル基、芳香環を含むアリール基、アルキルアリール基等が挙げられる。
rは、1〜10であることが好ましい。
上記フェノール性化合物は、ArOH(ここで、Arはアリール基又は置換アリール基である)で示されるフェノール性化合物も用いることができる。具体的には、フェノール、o−,m−若しくはp−クレゾール、o−,m−若しくはp−エチルフェノール、o−,m−若しくはp−プロピルフェノール、o−,m−若しくはp−ブチルフェノール、o−,m−若しくはp−クロロフェノール、サリチル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフタレン等の置換フェノール類;カテコール、レゾルシノール等の多価フェノール性化合物;及びフェノール樹脂、ポリフェノール、ポリ(ヒドロキシスチレン)等の高分子化合物等を例示することができる。
また、フェノール性化合物は、クレゾール系化合物であると好ましく、o−,m−若しくはp−クレゾールであるとより好ましい。
また、ドーパントとして、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上の電解質を用いることもできる。
導電性高分子中のドーパント濃度とは、導電性高分子を構成するモノマーユニットに対するドーパント(カウンターアニオン)の濃度を意味する。例えば、導電性高分子がチオフェン環を有し、カウンターアニオンがスルホン酸を有していれば、チオフェン環:スルホン酸が1:1(モル比)のとき、ドーパント濃度は100%と定義される。また、導電性高分子がポリアニリンの場合は、アニリン環2つで一価のカチオンとなるため、例えばカウンターアニオンがスルホン酸を有していれば、アニリン環:スルホン酸が2:1のとき、ドーパント濃度は100%となる。
導電性高分子中のドーパント濃度は、X線光電分光法で確認できる。
本発明の一実施形態に係るシートは、上述した本発明の活性炭又は電極材料を含む。
また、本発明の一実施形態に係る電極は、上述した本発明の電極材料又はシートを含む。
本実施形態の電極は、電気化学デバイスの電極とした場合に電気化学デバイスの静電容量を向上させることができる。
上記電極は、導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭を含むシートの形態であると好ましく、導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭、導電助剤及びバインダーを含む層と集電体シートの積層体の形態であるとより好ましい。
炭素系導電助剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、気相法炭素繊維、グラファイト、グラフェン、カーボンチューブ等が挙げられ、これら1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうち、導電性とコストの観点から、ケッチェンブラック又はアセチレンブラックが好ましい。
また、集電体の形状には、特に制限はないが、箔状基材、又は三次元基材(発泡メタル、メッシュ、織布、不織布、エキスパンド等)を用いることができる。
電気伝導性が高く、電解液中の安定性と耐酸化性がよい観点から、集電体としてはC、Al、ステンレス鋼等が好ましく、さらに材料コストの観点からAlが好ましい。
ここで「電極の表面」とは、電極の電解液もしくは電解質と接する面を意味し、変動係数は、実施例に記載の方法で評価できる。
σ/μで表される変動係数は30%以下であると好ましい。
尚、σ/μで表される変動係数の下限は特に限定されないが、例えば5%である。
電極の表面に存在する活性炭の平均粒径は、実施例に記載の方法により評価できる。
本発明の一実施形態に係る電極の製造方法は、(導電性高分子が被覆していない)活性炭を含むシートを導電性高分子の溶液に浸漬する。
活性炭を含むシートは、例えば、活性炭、導電助剤、バインダーを含む組成物をカレンダロール等の公知の圧延機で圧延することにより製造できる。
本発明の他の実施形態に係る電極の製造方法は、導電性高分子を先に活性炭に被覆させ、続いて、導電助剤、バインダーと混合し、カレンダーロール等の公知の圧延機で圧延する。導電性高分子を被覆する際は、活性炭を導電性高分子の溶液に浸漬し、内部まで浸透させるため、減圧含浸した後、大気開放し、活性炭表面の余分の導電性高分子を溶媒で洗い流し、乾燥することが好ましい。
活性炭、導電助剤、バインダーを含む組成物は、活性炭、導電助剤、バインダーから本質的になってもよい。ここで「本質的」とは、組成物の95重量%以上100重量%以下(好ましくは組成物の98重量%以上100重量%以下)が活性炭、導電助剤及びバインダーであることを意味する。
導電性高分子の溶液を活性炭の細孔に含浸させ、乾燥することにより活性炭表面の細孔を導電性高分子で被覆できる。乾燥温度及び乾燥時間は、特に制限されないが、乾燥温度は、80〜200℃が好ましく、100〜170℃がより好ましい。乾燥時間は、1〜180分間が好ましく3〜60分間がより好ましい。必要に応じて、減圧下で加熱してもよい。
含浸後の乾燥によって被覆した導電性高分子の余剰部分がある場合、物理的手段(ゴムヘラでこそぐ等)で取り除いてもよい。
また、製造した積層体及び電極は、必要に応じてロールプレス等により加圧してもよい。
図2は、活性炭を含むシートを導電性高分子溶液に含浸した場合の、導電性高分子の被覆の様子を示す概略断面図であり、図3は、活性炭を含むシートを導電性高分子のモノマー溶液中に含浸し、モノマーを電解重合した場合の導電性高分子の被覆の様子を示す概略断面図である。図3に示すように、電解重合の場合は、細孔の開口部で導電性高分子の重合が進行することがある。これは、電気化学的に活性の高い箇所を起点に優先して重合が進行するためである。従って、重合の結果、導電性高分子100が活性炭表面の細孔の開口部を塞いでしまい、本発明の電極材料とはならないおそれがある。従って、含浸する場合は可溶性導電性高分子を用いる方法が好ましい。導電性高分子溶液をミクロ孔の中まで到達させるには、真空含浸や加圧含浸が効果的である。
尚、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタの製造において、導電性高分子を含浸させる方法及び手順は上述したものに限定されない。例えば、セルに電解液を注液する工程で可溶性導電性高分子を混ぜておき、常圧注液してもよく、真空含浸、加圧含浸等の方法を適用してもよい。
また、「2つの液相を有する溶液」は、片方の液相が連続相であり、他方の液相が分散相である状態も含む。例えば水相が連続相であり「低極性溶媒の相」が分散相である状態、及び「低極性溶媒の相」が連続相であり水相が分散相である状態が含まれる。
低極性溶媒としては、例えばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が好ましい。
上記範囲とすることで、導電性及び耐熱性をさらに向上できる。
リン酸水溶液の含有量は、アニリン単量体1molに対して、通常1000〜10000mLである。
アニオン性乳化剤(陰イオン乳化剤)の具体例としては、脂肪酸、不均化ロジン石けん、高級アルコールエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸、アルケニルコハク酸、ザルコシネート、及びそれらの塩が挙げられる。
カチオン性乳化剤(陽イオン乳化剤)の具体例としては、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩が挙げられる。
双性乳化剤(両イオン乳化剤)の具体例としては、アルキルベタイン型、アルキルアミドベタイン型、アミノ酸型、アミンオキサイド型が挙げられる。
非イオン乳化剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールポリエチレングリコールエーテル、ポリオキシエチレングリセロールボレート脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。
アニオン性乳化剤としては、リン酸エステル構造を有するアニオン性乳化剤がさらに好ましい。また、非イオン乳化剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル構造を有する非イオン乳化剤がさらに好ましい。
乳化剤の使用量が当該範囲より多い場合、重合終了後に「高極性溶剤の相」と「低極性溶剤の相」を分離することができないおそれがある。
これら酸化剤は単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
また、得られたスルホコハク酸誘導体をドープしたポリアニリン複合体に、さらにクレゾール系化合物等のフェノール性化合物やジクロロ酢酸を導電性向上剤として加えることで、ポリアニリン複合体の導電率を高めることができる。
本発明の電極材料を含む電極は、電気化学デバイスの電極として好適に用いることができ、当該電気化学デバイスとしては、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタが挙げられる。
一対の分極性電極のうち、一方は本発明の電極を用いるとよく、他方はリチウムイオンの挿入及び脱離が可能な電極を用いるとよい。
リチウムイオンの挿入及び脱離が可能な電極の電極材料としては、例えば黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン、Li4Ti5O12,Si,Ge,Sn、Sb、SiO,SnO2,Cu−Sn,Alから選択される1以上を用いるとよい。
有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、ジエチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;トリメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリル、ニトロメタン、NMP等の含窒素類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル等のエステル類;ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム類;アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;スルホラン等のスルホン類;3−メチル−2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3−プロパンスルトン、4−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等が挙げられる。これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、また、2種以上を併用してもよい。
非水系電解液としては、カーボネート類にLiPF6を溶解した溶液が好ましく、該溶液はリチウムイオン二次電池の電解液として特に好適である。
(1)ポリアニリン複合体の調製
エーロゾルOT(スルホコハク酸誘導体であるジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、純度75%以上、和光純薬工業製)5.4g(12mmol)、フォスファノールFP120(東邦化学工業株式会社製)0.66g(0.8mmol)をトルエン100mLに撹拌溶解して調製した溶液を、窒素気流下に置いた30Lのガラス反応器(機械式撹拌器、ジャケット、温度計及び滴下ロート付)に入れた。この溶液に、3.7g(40mmol)の原料アニリンを加え、撹拌溶解した。冷媒によるフラスコの撹拌冷却を開始し、1Mリン酸300mLを溶液にさらに添加した。溶液温度を5℃に保持した状態で、7.3g(32mmol)の過硫酸アンモニウムを1Mリン酸100mLに溶解した溶液を滴下ロートで滴下し、2時間で滴下を完了した。静置により二相に分離した水相(下相)を反応器下部から抜き出し、粗ポリアニリン複合体トルエン溶液を得た。
得られたポリアニリン複合体に、トルエン48.8g、イソプロピルアルコール2.6gを混合し、一晩撹拌後、超音波を20分かけた。さらに遠心分離機で2300rpm、30分の条件で処理し、上澄み70gを回収して、ポリアニリン固形分濃度が11.5重量%のポリアニリン組成物Aを得た。
得られたポリアニリン組成物Aに、イソプロピルアルコール6g、ナフタレンスルホン酸水和物0.6gと4−メトキシフェノール17.4gを混合した溶液を添加した。溶液を添加したポリアニリン組成物Aを撹拌し、ポリアニリン複合体とナフタレンスルホン酸を含む導電性ポリアニリン組成物Bを得た。
粉末状活性炭(株式会社クラレ製、クラレコール(登録商標))86g、PTFE7g、カーボンブラック7gを混合し、乳鉢でアセトンを追加しながら混練して、組成物を調製した。得られた組成物をロール成形機に投入し、シート状に成形した。このシートを170℃10時間の条件で乾燥した後、集電体用のアルミ箔に銀ペースト(導電性ペースト)を用いて接着し、活性炭シート積層体を得た。
調製した導電性ポリアニリン組成物Bに、活性炭シート積層体を浸漬し、シート内部に導電性ポリアニリン組成物が到達するように減圧含浸した。次に、活性炭シート電極表面に残っている導電性ポリアニリン組成物をゴムヘラで除去し、さらに110℃10分の条件で乾燥した。不要な溶媒を除去するため、さらに120℃2時間の条件で真空乾燥し、導電性ポリアニリン含浸活性炭シート電極を製造した。
尚、細孔分布及び比表面積は、サンプルの事前乾燥(条件120℃、2時間)を行った後、比表面積測定装置(QUANTACHROME社製NOVA1000)を用い、窒素の吸着等温線から急冷固相密度関数法(QSDFT法)で解析を行うことで評価した。
得られた導電性ポリアニリン含浸活性炭シート電極を作用極とし、参照電極及び対向極にLi金属箔、電解液に1.0MのLiBF4を混ぜたプロピレンカーボネート、セルロース系セパレータを用い、評価用のセルを作製した。
この評価セルを電池性能評価装置にセットし、レート特性0.1Cで4.0Vまで充電した後、レート特性0.1Cで2.3Vまで放電した。放電電荷量を膜体積で除算し、単位体積当たりのポリアニリン含浸活性炭シート電極の容量を評価した。さらに、このセルのインピーダンスを、ソーラトロンを用いて周波数1MHz〜0.1Hz、振幅10mVの条件で測定し、得られた半円の直径から値を求めた。結果を表1に示す。
実施例1(4)で製造した活性炭シート積層体(導電性高分子で被覆していない活性炭シート)について、実施例1と同様にして窒素の吸着等温線から細孔分布、及びBET比表面積を評価した。また、実施例1(4)で製造した活性炭シートを作用極とし、実施例1と同様にしてセルを作製し、容量を評価した。結果を表1に示す。
実施例1(5)の工程において、真空含浸後の不要な溶媒を除去するための真空乾燥を、120℃2時間に代えて120℃10時間とした他は、実施例1と同様にして導電性ポリアニリン含浸活性炭シート電極を製造し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1(5)の工程(活性炭シート積層体の浸漬から真空乾燥まで)を4回繰り返した他は、実施例1と同様にして導電性ポリアニリン含浸活性炭シート電極を製造し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1(5)の工程を10回繰り返した他は、実施例1と同様にして導電性ポリアニリン含浸活性炭シート電極を製造し、評価した。結果を表1に示す。
実施例1(5)の工程を20回繰り返した他は、実施例1と同様にして導電性ポリアニリン含浸活性炭シート電極を製造し、評価した。結果を表1に示す。
また、比較例1で作製したセルのインピーダンスは10.3Ωと低く、高いレート特性が期待できるが、ポリアニリンで被覆していないため、単位体積あたりの容量が43.4F/cm3と小さかった。
この明細書に記載の文献、及び本願のパリ条約による優先権の基礎となる出願の内容を全て援用する。
Claims (32)
- 導電性高分子で被覆した部分を含み、
細孔分布における、細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が、全細孔容積の45%以上100%以下である活性炭。 - 前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである請求項1に記載の活性炭。
- 前記ドーパントが、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である請求項2に記載の活性炭。
- 前記ドーパントが、臭化リチウム、塩化リチウム、及びヨウ化リチウムから選ばれる1種以上である請求項2に記載の活性炭。
- 前記ドーパントが、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上である請求項2に記載の活性炭。
- 前記ドーパントが、スルホコハク酸誘導体である請求項2に記載の活性炭。
- 前記導電性高分子が、フェノール性化合物を含む請求項1〜6のいずれかに記載の活性炭。
- 前記フェノール性化合物が、クレゾール系化合物である請求項7に記載の活性炭。
- 導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭を含み、
前記活性炭の細孔分布における、細孔直径10Å〜20Åの範囲にある細孔の細孔容積の合計が、全細孔容積の45%以上100%以下である電極材料。 - 前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである請求項9に記載の電極材料。
- 前記ドーパントが、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である請求項10に記載の電極材料。
- 前記ドーパントが、臭化リチウム、塩化リチウム、及びヨウ化リチウムから選ばれる1種以上である請求項10に記載の電極材料。
- 前記ドーパントが、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上である請求項10に記載の電極材料。
- 前記ドーパントが、スルホコハク酸誘導体である請求項10に記載の電極材料。
- 前記導電性高分子が、フェノール性化合物を含む請求項9〜14のいずれかに記載の電極材料。
- 前記フェノール性化合物が、クレゾール系化合物である請求項15に記載の電極材料。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の活性炭又は請求項9〜16のいずれかに記載の電極材料を含むシート。
- 請求項9〜16のいずれかに記載の電極材料又は請求項17に記載のシートを含む電極。
- 導電性高分子で被覆した部分を含む活性炭を含む電極であって、
前記電極の表面に存在する活性炭の平均粒径をμ、前記電極の表面に存在する活性炭の分散をσとしたとき、σ/μで表される変動係数が40%以下である電極。 - 前記電極の表面に存在する活性炭の平均粒径が20nm以上100nm以下である請求項19に記載の電極。
- 前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである請求項19又は20に記載の電極。
- 前記ドーパントが、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、ヒドロキシ基を有する有機スルホン酸、カルボキシル基を有する有機スルホン酸、脂環式スルホン酸及びベンゾキノンスルホン酸から選ばれる1種以上である請求項21に記載の電極。
- 前記ドーパントが、臭化リチウム、塩化リチウム、及びヨウ化リチウムから選ばれる1種以上である請求項21に記載の電極。
- 前記ドーパントが、LiPF6、LiBF4、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、及びLiClO4から選ばれる1種以上である請求項21に記載の電極。
- 前記ドーパントが、スルホコハク酸誘導体である請求項21に記載の電極。
- 前記導電性高分子が、フェノール性化合物を含む請求項19〜25のいずれかに記載の電極。
- 前記フェノール性化合物が、クレゾール系化合物である請求項26に記載の電極。
- 活性炭を含むシートを導電性高分子の溶液に浸漬する電極の製造方法。
- 活性炭、導電助剤及びバインダーを含む組成物を集電体シートに塗布し、
前記組成物を乾燥して、活性炭を含むシート及び集電体シートからなる積層体を製造し、
前記積層体を導電性高分子の溶液に浸漬する電極の製造方法。 - 前記導電性高分子が、ドーパントがドープしている置換又は無置換のポリアニリンである請求項28又は29に記載の電極の製造方法。
- 請求項18〜27のいずれかに記載の電極を備える電気化学デバイス。
- 請求項18〜27のいずれかに記載の電極、並びに、リチウムイオンの挿入及び脱離の可能な電極材料を含む電極を備えるリチウムイオンキャパシタ。
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