KR100752945B1 - 전기화학 캐패시터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기화학 캐패시터에 관한 것으로, 내부저항이 충분히 저감되어 있고, 뛰어난 충방전 특성을 얻을 수 있는 전기화학 캐패시터를 제공한다. 본 발명의 전기화학 캐패시터(1)는 주로 서로 대향하는 애노드(10) 및 캐소드(20)와, 애노드(10)와 캐소드(20) 사이에 인접하게 배치되는 절연성 세퍼레이터(40)와, 전해질 용액(30)과, 이것을 밀폐한 상태로 수용하는 케이스(50)로 구성되어 있다. 그리고 애노드(10)가 전자전도성을 갖는 대략 구형의 탄소재료를 구성재료로서 포함하고 있고, 또한 캐소드(20)가 전자전도성을 갖는 섬유형 탄소재료를 구성 재료로서 포함하고 있다.
전기화학 캐패시터, 애노드, 캐소드, 절연성 세퍼레이터, 전해질 용액, 케이스, 섬유형 탄소재료
Description
본 발명은 전기화학 캐패시터에 관한 것이다.
전기 2중층 캐패시터를 비롯한 전기화학 캐패시터는 분극성 전극의 전극 전해질 용액 계면에 생기는 전기 2중층에 기인하는 용량을 이용하는 것이다. 분극성 전극은 일반적으로 다공질의 탄소 재료를 구성 재료로서 사용하여 형성되어 있다.
전기 2중층 캐패시터를 비롯한 전기화학 캐패시터는 용이하게 소형화, 경량화가 가능하기 때문에, 예를 들면 휴대기기(소형 전자기기) 등의 전원의 백업용 전원, 하이브리드차용 보조 전원으로서 기대되어, 그 성능 향상을 위한 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.
상술한 검토로서는, 예를 들면 애노드(anode)에 사용하는 탄소 재료의 비표면적과 캐소드(cathode)에 사용하는 탄소 재료의 비표면적을 각각 소정의 범위로 조절하여 구성함으로써 성능 향상을 의도한 전기 2중층 캐패시터(예를 들면, 하기 일본 공개특허공보 평8-107047호 참조)나 서로 특성이 다른 복수종의 활성탄(예를 들면, 내부저항이 낮은 활성탄과 정전 용량이나 에너지 밀도가 큰 활성탄과의 혼합물)을 사용하여 형성한 전극을 구비하는 구성으로 함으로써 성능 향상을 의도한 전기 2중층 캐패시터가 제안되어 있다(예를 들면, 하기 일본 공개특허공보 2000- 353642호 참조).
본 발명자들은 상기 2개의 공보에 기재된 전기 2중층 캐패시터를 비롯한 종래의 전기화학 캐패시터는 내부저항(임피던스(impedance))을 충분히 저감할 수 없어, 아직 충분한 충방전 특성을 얻을 수 없다는 것을 발견하였다.
본 발명은 내부저항이 충분히 저감되어 있고, 뛰어난 충방전 특성을 얻을 수 있는 전기화학 캐패시터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자 등은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 이하의 특정한 기하학적 조건을 만족하는 탄소 재료를 사용하여 형성한 애노드와 이하의 특정한 기하학적 조건을 만족하는 탄소 재료를 사용하여 형성한 캐소드의 조합을 갖는 단위 셀의 구성이, 상술한 목적을 달성하는 데에 있어서 지극히 유효하다는 것을 발견하고, 본 발명에 도달하였다.
즉, 본 발명은 서로 대향하는 애노드 및 캐소드와 애노드와 캐소드의 사이에 배치되는 절연성의 세퍼레이터(separator)와 전해질 용액과 애노드, 캐소드, 세퍼레이터 및 전해질 용액을 밀폐한 상태로 수용하는 케이스를 갖고 있고, 애노드가 전자전도성을 갖는 대략 구형(球狀)의 탄소 재료를 구성 재료로서 포함하고 있으며, 또한, 캐소드가 전자전도성을 갖는 섬유형의 탄소 재료를 구성 재료로서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전기화학 캐패시터를 제공한다.
대략 구형의 탄소 재료를 사용하여 형성한 전극을 애노드로 하고, 섬유형의 탄소 재료를 사용하여 형성한 전극을 캐소드로 하여 구비함으로써, 본 발명의 전기화학 캐패시터는 내부저항이 충분히 저감되고, 뛰어난 충방전 특성을 발휘할 수 있다.
여기서, 본 발명에 있어서, 「애노드」 및 「캐소드」는 전기화학 캐패시터의 방전시의 극성을 기준으로 결정한 것이다. 요컨대, 전기화학 캐패시터의 방전시에 전자를 방출하는 측의 전극이 「애노드」이고, 방전시에 전자를 수용하는 측의 전극이 「캐소드」이다.
또한, 본 발명에 있어서, 「섬유형의 탄소 재료」는 그 입자의 애스팩트비(aspect ratio)가 2이상인 것을 가리킨다. 섬유형의 탄소 재료의 애스팩트비가 2미만이 되면, 후술하는 「대략 구형의 탄소 재료」의 애스팩트비와의 차가 불충분해지는 동시에, 캐패시터의 임피던스가 올라가 충분한 레이트 특성을 얻을 수 없다. 또한, 상술한 본 발명의 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 「섬유형의 탄소 재료」로 이루어지는 입자의 애스팩트비는 2 내지 8인 것이 바람직하고, 4 내지 6인 것이 더욱 바람직하다. 섬유형의 탄소 재료의 애스팩트비가 8을 넘으면, 섬유형의 탄소 재료를 포함하는 전극 형성용 도포액 또는 전극 형성용 혼련물을 조제할 때의 도료화(도공 가능한 점도를 갖는 액으로 하는 것)가 곤란해지는 경향이 커진다.
또한, 본 발명에 있어서, 「대략 구형의 탄소 재료」는 그 입자의 애스팩트비가 1.5이하인 것을 가리킨다. 따라서, 이 대략 구형의 탄소 재료로 이루어지는 입자는 이 애스팩트비를 대략 구형의 탄소 재료의 애스팩트비가 1.5를 넘으면, 상술한 「섬유형의 탄소 재료」의 애스팩트비와의 차가 불충분해지는 동시에, 전류 밀도가 저하되어, 에너지 밀도의 손실이 커진다. 또한, 상술한 본 발명의 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 「대략 구형의 탄소 재료」로 이루어지는 입자의 애스팩트비는 1 내지 1.5인 것이 바람직하고, 1 내지 1.3인 것이 더욱 바람직하다.
도 1은 본 발명의 전기화학 캐패시터의 적절한 일 실시예를 도시하는 정면도.
도 2는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 내부를 애노드(10)의 표면의 법선 방향에서 본 경우의 전개도.
도 3은 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터를 도 1의 X1-X1선에 따라 절단한 경우의 모식 단면도.
도 4는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터를 도 1의 X2-X2선에 따라 절단한 경우의 주요부를 도시하는 모식 단면도.
도 5는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 부분 단면 측면도.
도 6은 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 케이스의 구성 재료가 되는 필름의 기본 구성의 일례를 도시하는 모식 단면도.
도 7은 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 케이스의 구성 재료가 되는 필름의 기본 구성의 다른 일례를 도시하는 모식 단면도.
도 8은 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 애노드의 기본 구성의 일례를 도시하는 모식 단면도.
도 9는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 캐소드의 기본 구성의 일례를 도시하는 모식 단면도.
도 10은 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 각 전기화학 캐패시터의 내부저항과 레이트 특성의 표를 도시하는 도면.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 전기화학 캐패시터의 적절한 실시예에 관해서 상세하게 설명한다. 본 실시예에서는 본 발명에 의한 전기화학 캐패시터를 전기 2중층 캐패시터에 적용한 경우에 관해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는 동일 또는 상당부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 전기화학 캐패시터의 적절한 일 실시예를 도시하는 정면도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 내부를 애노드(10)의 표면의 법선 방향에서 본 경우의 전개도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터를 도 1의 X1-X1선에 따라 절단한 경우의 모식 단면도이다. 또한, 도 4는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터를 도 1의 X2-X2선에 따라 절단한 경우의 주요부를 도시하는 모식 단면도이다. 도 5는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터의 부분 단면 측면도이고, 도 5에 도시되는 부분적인 단면은 도 1의 Y-Y선에 따라 절단한 경우의 주요부를 도시한다.
도 1 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 전기화학 캐패시터(1)는 주로, 서로 대향하는 판형의 애노드(10)(애노드) 및 판형의 캐소드(20)(캐소드)와, 애노드(10)와 캐소드(20) 사이에 애노드(10) 및 캐소드(20)의 양쪽에 인접하여 배치되는 판형 의 세퍼레이터(40)와, 전해질 용액(30)과, 이들을 밀폐한 상태로 수용하는 케이스(50)와, 애노드(10)에 한쪽 단부가 전기적으로 접속되는 동시에 다른 쪽 단부가 케이스(50)의 외부로 돌출되는 애노드용 리드(12)와, 캐소드(20)에 한쪽 단부가 전기적으로 접속되는 동시에 다른 쪽 단부가 케이스(50)의 외부로 돌출되는 캐소드용 리드(22)로 구성되어 있다. 여기서, 「애노드」(10) 및 「캐소드」(20)는 전기화학 캐패시터(1)의 방전시의 극성을 기준으로 결정한 것이다.
그리고, 전기화학 캐패시터(1)는 앞서 설명한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 이하에 설명하는 구성을 갖고 있다.
이하에 도 1 내지 도 9에 근거하여 본 실시예의 각 구성요소의 상세를 설명한다.
케이스(50)는 서로 대향하는 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)을 갖고 있다. 여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)은 연결되어 있다. 즉, 본 실시예에 있어서의 케이스(50)는 한 장의 복합포장 필름으로 이루어지는 직사각형상의 필름(53)을, 도 2에 도시하는 구부리는 선 X3-X3에 있어서 구부려, 직사각형상의 필름이 대향하는 한 세트의 가장자리부끼리(도면 중의 제 1 필름(51)의 가장자리부(51B) 및 제 2 필름의 가장자리부(52B))를 겹쳐서 접착제를 사용하거나 또는 히트 시일(heat seal)을 행함으로써 형성되어 있다.
그리고, 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)은 1장의 직사각형상의 필름을 상술한 바와 같이 구부렸을 때에 생기는 서로 대향하는 면(F51 및 F52)을 갖는 상기 필 름의 부분을 각각 나타낸다. 본 명세서에 있어서, 접합된 후의 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)의 각각의 가장자리부를 「시일(seal)부」라고 한다.
이것에 의해, 구부리는 선 X3-X3의 부분에 제 1 필름(51)과 제 2 필름(52)을 접합시키기 위한 시일부를 형성할 필요가 없어지기 때문에, 케이스(50)에 있어서의 시일부를 더욱 저감할 수 있다. 그 결과, 후술하는 전기화학 캐패시터(1)가 설치되어야 하는 설치공간의 단위 체적당 에너지 밀도(이하, 「설치되어야 하는 공간의 체적을 기준으로 하는 체적 에너지 밀도」라고 한다)를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 애노드(10)에 접속된 애노드용 리드(12) 및 캐소드용 리드(22)의 각각의 일단이 상술한 제 1 필름(51)의 가장자리부(51B) 및 제 2 필름의 가장자리부(52B)를 접합한 시일부로부터 외부로 돌출하도록 배치되어 있다.
또한, 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)을 구성하는 필름은 가요성을 갖는 필름이다. 이와 같이 전기화학 캐패시터(1)가 경량이며 박막화가 용이한 가요성을 갖는 필름을 사용하여 형성된 케이스(50)를 구비하고, 또한, 애노드(10), 캐소드(20) 및 세퍼레이터(40)의 각각의 형상을 판형으로 함으로써, 전기화학 캐패시터(1) 자체의 형상을 박막형으로 할 수 있다. 그 때문에, 전기화학 캐패시터(1)의 본래의 체적 에너지 밀도를 용이하게 향상시킬 수 있는 동시에, 전기화학 캐패시터(1)가 설치되어야 하는 공간의 체적을 기준으로 하는 체적 에너지 밀도도 용이하게 향상시킬 수 있다.
여기서, 전기화학 캐패시터의 「체적 에너지 밀도」는 본래, 전기화학 캐패 시터의 용기를 포함하는 전체 체적에 대한 전체 출력 에너지의 비율로 정의되는 것이다. 이것에 대하여, 「설치되어야 하는 공간의 체적을 기준으로 하는 체적 에너지 밀도」는 전기화학 캐패시터의 최대 세로, 최대 가로, 최대 두께에 근거하여 구해지는 외관상의 체적에 대한 전기화학 캐패시터의 전체 출력 에너지의 비율을 의미한다. 실제로, 전기화학 캐패시터를 소형 전자기기에 탑재하는 경우, 상술한 본래의 체적 에너지 밀도의 향상과 동시에, 설치되어야 하는 공간의 체적을 기준으로 하는 체적 에너지 밀도를 향상시키는 것이, 소형 전자기기 내의 한정된 스페이스를, 대드 스페이스(dead space)를 충분히 저감한 상태로 유효 이용하는 관점에서 중요해진다.
이 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)은 가요성을 갖는 필름이면 특별히 한정되지 않지만, 케이스(50)의 충분한 기계적 강도와 경량성을 확보하면서, 케이스(50)의 외부로부터 케이스(50)의 내부에 대한 수분이나 공기의 침입 및 케이스(50)의 내부로부터 케이스(50)의 외부에 대한 전해질 성분의 흩어짐을 효과적으로 방지하는 관점에서, 전해질 용액에 접촉하는 합성 수지로 된 최내부 층과 최내부 층의 위쪽에 배치되는 금속층을 적어도 갖는 「복합포장필름」인 것이 바람직하다.
제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)으로서 사용 가능한 복합포장필름으로서는 예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시하는 구성의 복합포장필름을 들 수 있다. 도 6에 도시하는 복합포장필름(53)은 그 내면(F50a)에서 전해질 용액에 접촉하는 합성 수지로 된 최내부 층(50a)과 최내부 층(50a)의 또 한쪽의 면(외측의 면)상에 배치되는 금속층(50c)을 갖는다.
또한, 도 7에 도시하는 복합포장필름(54)은 도 6에 도시하는 복합포장필름(53)의 금속층(50c)의 외측의 면에 더욱 합성 수지로 된 최외부 층(50b)이 배치된 구성을 갖는다. 또한, F54는 복합포장필름(53)의 내면을 도시한다. 제 1 필름(51) 및 제 2 필름(52)으로서 사용 가능한 복합포장필름은 상술한 최내부 층을 비롯한 1이상의 합성 수지의 층, 금속 호일 등의 금속층을 구비한 2이상의 층을 갖는 복합포장재이면 특별히 한정되지 않지만, 상기와 같은 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 도 7에 도시한 복합포장필름(54)과 같이 최내부 층(50a)과, 최내부 층(50a)으로부터 가장 먼 케이스(50)의 외표면의 측에 배치되는 합성 수지로 된 최외부 층(50b)과, 최내부 층(50a)과 최외부 층(50b)의 사이에 배치되는 적어도 1개의 금속층(50c)을 갖는 3층 이상의 층으로 구성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 최내부 층(50a)이 변성 폴리프로필렌으로 구성되고, 최외부 층(50b)이 폴리아미드로 구성되며, 금속층(50c)이 알루미늄으로 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 시일성이 양호하고 가장 외부의 내약품성도 높으며, 또한 필름 전체의 변형에 대한 가요성도 얻을 수 있다는 이점이 있다.
최내부 층은 가요성을 갖는 층이고, 그 구성 재료는 상술한 가요성을 발현시키는 것이 가능하고, 또한, 사용되는 전해질 용액에 대한 화학적 안정성(화학반응, 용해, 팽윤이 일어나지 않는 특성), 및 산소와 물(공기 중의 수분)에 대한 화학적 안정성을 갖고 있는 합성 수지이면 특별히 한정되지 않지만, 더욱이 산소, 물(공기 중의 수분) 및 전해질 용액의 성분에 대한 투과성이 낮은 특성을 갖고 있는 재료가 바람직하다. 이러한 합성 수지로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리 에틸렌산 변성물, 폴리프로필렌산 변성물, 폴리에틸렌아이오노머, 폴리프로필렌아이오노머 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
또한, 상술한 도 7에 도시한 복합포장필름(54)과 같이, 최내부 층(50a) 이외에, 최외부 층(50b) 등과 같은 합성 수지로 된 층을 더욱 형성하는 경우, 이 합성 수지로 된 층도 상기 최내부 층(50a)과 같은 구성 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 이 합성 수지로 된 층으로서는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아미드(나일론) 등의 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지는 층을 사용하여도 좋다.
또한, 케이스(50)에 있어서의 모든 시일부의 시일 방법은 특별히 한정되지 않지만, 생산성의 관점에서, 히트 시일법인 것이 바람직하다.
금속층(50c)은 산소, 물(공기 중의 수분) 및 전해질 용액에 대한 내부식성을 갖는 금속 재료로 형성되어 있는 층인 것이 바람직하다. 금속층(50c)으로서는 예를 들면, 알루미늄, 알루미늄합금, 티타늄, 크롬 등으로 이루어지는 금속 호일을 사용하여도 좋다.
다음에, 애노드(10) 및 캐소드(20)에 관해서 설명한다. 도 8은 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터(1)의 애노드(10)의 기본 구성의 일례를 도시하는 모식 단면도이다. 또한, 도 9는 도 1에 도시하는 전기화학 캐패시터(1)의 캐소드(20)의 기본 구성의 일례를 도시하는 모식 단면도이다.
도 8에 도시하는 바와 같이 애노드(10)는 집전체(16)와 상기 집전체(16)상에 형성된 전자전도성의 다공체층(18; 다공질의 층)으로 이루어진다. 이 다공체층(18)은 전자전도성을 갖는 대략 구형의 탄소 재료를 구성 재료로서 포함하고 있다. 또한, F2는 애노드(10)의 내면을 도시한다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이 캐소드(20)는 집전체(26)와 상기 집전체(26)상에 형성된 전자전도성의 다공체층(28; 다공질의 층)으로 이루어진다. 이 다공체층(28)은 전자전도성을 갖는 섬유형의 탄소 재료를 구성 재료로서 포함하고 있다. 또한, F21은 캐소드(20)의 내면을 도시한다. 이와 같이, 전기화학 캐패시터(1)는 이 다공체층(18)을 갖는 애노드(10)와 다공체층(28)을 갖는 캐소드(20)를 구비하기 때문에, 내부저항이 충분히 저감되어 있고, 뛰어난 충방전 특성을 갖고 있다.
집전체(16) 및 집전체(26)는 다공체층(18) 및 다공체층(28)으로의 전하의 이동을 충분히 행할 수 있는 양도체이면 특별히 한정되지 않고, 공지의 전기 2중층 캐패시터에 사용되고 있는 집전체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 집전체(16) 및 집전체(26)로서는 알루미늄 등의 금속 호일 등을 들 수 있다.
다공체층(18)은 그 구성 재료에 대략 구형의 탄소 재료(애스팩트비가 1.5이하, 바람직하게는 1 내지 1.5, 보다 바람직하게는 1 내지 1.3인 것)를 포함하여 구성되어 있으면, 그 밖의 구성 조건은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 다공체층(18) 중의 대략 구형의 탄소 재료의 함유량은 다공체층(18)의 총 질량을 기준으로 하여, 75 내지 90질량%인 것이 바람직하다.
대략 구형의 탄소 재료로서는 활성탄이 바람직하다. 예를 들면, 활성탄으로서는 원료탄{예를 들면, 석유계 중질유의 유동 접촉 분해장치의 보톰유나 감압 증류장치의 잔류유를 원료유로 하는 디레이드 코카로 제조된 석유 코크스 또는 수지를 탄화한 것(페놀수지 등)이나 천연 재료를 탄화한 것(예를 들면 야자껍질 탄화) 등}을 부활처리(賦活處理)함으로써 얻어지는 것을 주성분으로 하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 대략 구형의 탄소 재료의 비표면적은 1000 내지 3000㎡/g인 것이 바람직하다.
또한, 다공체층(18)에는 바인더(binder) 등의 탄소 재료 이외의 구성 재료가 포함되고 있어도 좋다. 그 종류와 그 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 탄소분말에 도전성을 부여하기 위한 도전성 보조제(카본블랙 등)와 예를 들면 바인더(폴리테트라플루오로에틸렌, 이하, PTFE라고 함)가 첨가되어 있어도 좋다.
또한, 다공체층(28)은 그 구성 재료에 섬유형의 탄소 재료(애스팩트비가 2이상, 바람직하게는 2 내지 8, 보다 바람직하게는 4 내지 6인 것)를 포함하여 구성되어 있으면, 그 밖의 구성 조건은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 다공체층(28) 중의 섬유형의 탄소 재료의 함유량은 다공체층(28)의 총 질량을 기준으로 하여, 75 내지 90질량%인 것이 바람직하다.
섬유형의 탄소 재료로서는 활성탄이 바람직하다. 예를 들면, 활성탄으로서는 원료탄{예를 들면, 석유계 중질유의 유동 접촉 분해장치의 보톰유나 감압 증류장치의 잔류유를 원료유로 하는 디레이드 코카로 제조된 석유 코크스 또는 수지를 탄화한 것(페놀수지 등)이나 천연 재료를 탄화한 것(예를 들면 야자껍질 탄화) 등}을 부활처리함으로써 얻어지는 것을 주성분으로 하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 효과를 더욱 확실하게 얻는 관점에서, 섬유형의 탄소 재료의 비표면적은 1000 내지 3000㎡/g인 것이 바람직하다.
또한, 다공체층(28)에는 바인더 등의 탄소 재료 이외의 구성 재료가 포함되고 있어도 좋다. 그 종류와 그 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 탄소분말에 도전성을 부여하기 위한 도전성 보조제(카본블랙 등)와, 예를 들면 바인더(폴리테트라플루오로에틸렌, 이하, PTFE라고 함)가 첨가되어 있어도 좋다.
애노드(10)와 캐소드(20)의 사이에 배치되는 세퍼레이터(40)는 절연성의 다공체로 형성되어 있으면 특별히 한정되지 않고, 공지의 전기 2중층 캐패시터에 사용되고 있는 세퍼레이터를 사용할 수 있다. 예를 들면, 절연성의 다공체로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리올레핀으로 이루어지는 필름의 적층체나 상기 수지의 혼합물의 연신막, 또는 셀룰로스, 폴리에스테르 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구성 재료로 이루어지는 섬유 부직포를 들 수 있다.
단, 전해질 용액과의 접촉 계면을 충분히 확보하는 관점에서, 다공체층(18)의 공극 체적(Z)은 다공체층 체적 100μL일 때에 50 내지 75μL인 것이 바람직하고, 60 내지 70μL인 것이 더욱 바람직하다. 다시 말하면, 다공체층(18) 중의 공극 체적(Z)의 비율은 50 내지 75%인 것이 바람직하고, 60 내지 70%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 공극 체적(Z)을 구하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지 방법에 의해 구할 수 있다.
또한, 캐소드(20)의 집전체(28)는, 예를 들면 알루미늄으로 이루어지는 캐소드용 리드(22)의 일단에 전기적으로 접속되고, 캐소드용 리드(22)의 타단은 케이스(50)의 외부로 연장되어 있다. 한편, 애노드(10)의 집전체(18)도, 예를 들면 알루 미늄으로 이루어지는 애노드용 리드(12)의 일단에 전기적으로 접속되고, 애노드용 리드(12)의 타단은 봉입대(14)의 외부로 연장되어 있다.
전해질 용액(30)은 케이스(50)의 내부공간에 충전되고, 그 일부는 애노드(10)와 캐소드(20), 및 세퍼레이터(40)의 내부에 함유되어 있다.
이 전해질 용액(30)은 특별히 한정되지 않고, 공지의 전기 2중층 캐패시터에 사용되고 있는 전해질 용액(전해질 수용액, 유기용매를 사용하는 전해질 용액)을 사용할 수 있다. 단, 전해질 수용액은 전기화학적으로 분해 전압이 낮은 것에 의해, 캐패시터의 내용전압(耐用電壓)이 낮게 제한되기 때문에, 유기용매를 사용하는 전해질 용액(비수전해질 용액)인 것이 바람직하다.
또한, 전해질 용액(30)의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 용질의 용해도, 해리도, 액의 점성을 고려하여 선택되고, 고도전율이며 또한 고전위창(분해 개시 전압이 높다)의 전해질 용액인 것이 바람직하다. 예를 들면, 대표적인 예로서는 테트라에틸암모늄테트라플루오로보레이트와 같은 4급 암모늄염을, 프로필렌카보네이트, 디에틸렌카보네트, 아세트니트릴, γ-부틸락톤, 술포란 등의 유기용매에 용해한 것이 사용된다. 또한, 이 경우, 혼입 수분을 엄중하게 관리할 필요가 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 필름(51)의 가장자리부(51B) 및 제 2 필름의 가장자리부(52B)로 이루어지는 봉입대의 시일부에 접촉하는 애노드용 리드(12)의 부분에는 애노드용 리드(12)와 각 필름을 구성하는 복합포장필름 중의 금속층과의 접촉을 방지하기 위한 절연체(14)가 피복되어 있다. 또한, 제 1 필름(51)의 가장자리부(51B) 및 제 2 필름의 가장자리부(52B)로 이루어지는 봉입대의 시일부에 접촉하는 캐소드용 리드(22)의 부분에는 캐소드용 리드(22)와 각 필름을 구성하는 복합포장필름 중의 금속층과의 접촉을 방지하기 위한 절연체(24)가 피복되어 있다.
이들 절연체(14) 및 절연체(24)의 구성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 각각 합성 수지로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 애노드용 리드(12) 및 캐소드용 리드(22)의 각각에 대한 복합포장필름 중의 금속층의 접촉이 충분히 방지 가능하면, 이들 절연체(14) 및 절연체(24)는 배치하지 않은 구성으로 하여도 좋다.
또한, 휴대용 소형 전자기기 내의 한정된 좁은 설치 스페이스에도 설치 가능하다고 하는 관점에서, 애노드(10), 세퍼레이터(40) 및 캐소드(20)로 이루어지는 적층체(애노드, 세퍼레이터 및 캐소드로 이루어지는 적층체)의 두께(소체(60)의 두께)가 0.1 내지 0.4mm인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.3mm인 것이 더욱 바람직하다.
전기화학 캐패시터(1)는 캐패시터 용량이 1×10-3 내지 1F인 것이 바람직하고, 0.01 내지 0.10F인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해, 필름형이면서 용량이 큰 전기 2중층 캐패시터를 얻을 수 있다. 이들은 얇다는 특성을 살려, IC 카드, IC 태그 등에 대한 이용도 가능해진다. 또한, 완구 등에 대한 용도나 휴대기기에 대한 용도로도 확대된다.
이어서, 상술한 케이스(50) 및 전기화학 캐패시터(1)의 제작방법에 관해서 설명한다.
소체(60; 애노드(10), 세퍼레이터(40) 및 캐소드(20))가 이 순서로 순차 적층된 적층체)의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 전기화학 캐패시터의 제조에 채용되어 있는 공지의 박막 제조기술을 사용할 수 있다.
애노드(10) 및 캐소드(20)가 되는 전극이 탄소 전극인 경우, 예를 들면, 공지 방법에 의해 부활처리가 완료된 활성탄 등의 탄소 재료(애노드(10)의 제조에 있어서는 대략 구형의 탄소 재료, 캐소드(20)의 제조에 있어서는 섬유형의 탄소 재료)를 사용하여 시트형의 전극을 제작할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 탄소 재료를 5 내지 100㎛ 정도로 분쇄하여 입도를 갖춘 후, 예를 들면 탄소분말에 도전성을 부여하기 위한 도전성 보조제(카본블랙 등)와, 예를 들면 결착제(폴리테트라플루오로에틸렌, 이하, PTFE라고 함)를 첨가하여 혼련하고, 혼련물을 압연신하여 시트형으로 성형하여 제조한다. 여기서, 대략 구형의 탄소 재료는 구체적으로는 직경 3 내지 5mm의 구형탄소 재료를 부활후 볼 밀 또는 제트 밀로 분쇄함으로써 얻을 수 있고, 대략 섬유형의 탄소 재료는 구체적으로는 긴 섬유형인채로 부활하고, 그 후, 가부시키가이샤 달튼(DALTON Corporation) 제조의 네아 밀, 또는 스기야마쥬코 가부시키가이샤(杉山重工株式會社) 제조의 베벨임팩터 등의 미디어리스 타입의 분쇄기로 분쇄함으로써 얻을 수 있다.
여기서, 상기 도전성 보조제로서는 카본블랙 외에, 분말 그라파이트 등을 사용할 수 있고, 또한 결착제로서는 PTFE 외에, PVDF, PE, PP, 불소고무 등을 사용할 수 있다.
다음에, 애노드(10) 및 캐소드(20)의 각각에 대하여, 애노드용 리드(12) 및 캐소드용 리드(22)를 각각 전기적으로 접속한다. 세퍼레이터(40)를 애노드(10)와 캐소드(20)의 사이에 접촉한 상태(비접착상태)로 배치하여, 소체(60)를 완성한다.
다음에, 케이스(50)의 제작방법의 일례에 관해서 설명한다. 우선, 제 1 필름 및 제 2 필름을 앞서 설명한 복합포장필름으로 구성하는 경우에는 드라이 라미네이션법, 웨트 라미네이션법, 핫멜트 라미네이션법, 익스트루전 라미네이션법 등의 기지의 제조법을 사용하여 제작한다.
예를 들면, 복합포장필름을 구성하는 합성 수지로 된 층이 되는 필름, 알루미늄 등으로 이루어지는 금속 호일을 준비한다. 금속 호일은, 예를 들면 금속 재료를 압연가공함으로써 준비할 수 있다.
다음에, 바람직하게는 상술한 복수의 층의 구성이 되도록, 합성 수지로 된 층이 되는 필름의 위에 접착제를 통해서 금속 호일을 접합하는 등을 하여 복합포장필름(다층필름)을 제작한다. 그리고, 복합포장필름을 소정의 크기로 절단하여, 직사각형상의 필름(53)을 1장 준비한다.
다음에, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 1장의 필름(53)을 구부리고, 이 구부린 필름(53) 내(제 1 필름(51)과 제 2 필름(52)의 사이)에 소체(60)를 끼운다. 그 때, 소체(60)의 리드부(애노드용 리드(12) 및 캐소드용 리드(22))의 일부를 시일부(51B) 및 시일부(52B)로부터 케이스(50)의 외부로 돌출하도록 한다. 다음에, 제 1 필름(51)의 시일부(51B; 가장자리부(51B))와 제 2 필름의 시일부(52B; 가장자리부(52B))를, 예를 들면 시일기를 사용하여 소정의 가열 조건으로 원 하는 시일 폭만큼 히트 시일한다. 이 때, 전해질 용액(30)을 케이스(50) 중에 도입하기 위한 개구부를 확보하기 위해서, 일부의 히트 시일을 행하지 않은 부분을 형성하여 둔다. 이것에 의해 개구부를 가진 상태의 케이스(50)를 얻을 수 있다.
그리고, 이 소체(60)가 들어간 케이스(50)의 개구부로부터 전해질 용액(30)을 주입한다. 계속해서, 애노드용 리드(12), 캐소드용 리드(22)의 일부를 각각 케이스(50) 내에 삽입한 상태로, 시일기를 사용하여, 케이스(50)의 개구부를 시일한다. 이렇게 하여 케이스(50) 및 전기화학 캐패시터(1)의 제작이 완료된다.
이상, 본 발명의 적절한 실시예에 관해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시예의 설명에 있어서는 주로, 본 발명을 전기 2중층 캐패시터에 적용한 경우에 적절한 구성에 관해서 설명하였지만, 본 발명의 전기화학 캐패시터는 전기 2중층 캐패시터에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 레독스 캐패시터 등의, 서로 대향하는 애노드 및 캐소드와 애노드와 캐소드의 사이에 인접하여 배치되는 판형의 세퍼레이터와 전해질 용액을 갖고, 이들이 케이스 내에 수용되는 구성의 전기 2중층 캐패시터에 적용 가능하다.
또한, 전기화학 캐패시터에 있어서의 소체는 애노드(10)와 캐소드(20)의 사이에 세퍼레이터(40)가 배치된 3층 구조인 것 외에, 전극(애노드(10) 또는 캐소드(20))과 세퍼레이터가 교대로 적층된 5층 이상의 적층체로 이루어지는 구성을 갖고 있어도 좋다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 전기화학 캐패시터의 내용을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 전혀 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1)
이하의 순서에 의해, 도 1에 도시한 전기화학 캐패시터와 같은 구성을 갖는 전기화학 캐패시터를 제작하였다.
(1) 전극의 제작
애노드(분극성 전극) 및 캐소드(분극성 전극)는 이하의 순서에 의해 제작하였다. 우선, 애노드의 형성방법을 설명한다. 부활처리를 실시한 대략 구형의 활성탄소 재료(비표면적: 2000㎡/g, 애스팩트비: 1 내지 1.5)와, 바인더{불소계수지, 듀퐁사 제조, 상품명: 「Viton-GF」}와, 도전조제(아세틸렌블랙, 덴키가가쿠고교(電氣化學工業) 제조, 상품명: 「DENKABLACK」)를 이들의 질량비가 탄소 재료 : 바인더 : 도전조제 = 80 : 10 : 10이 되도록 배합하고, 이것을 용매인 NMP(N-메틸피롤리돈) 중에 투입하여 혼련함으로써, 애노드 형성용 도포액(이하, 「도포액(L1)」이라고 함)을 조제하였다.
다음에, 이 도포액(L1)을 알루미늄 코일로 이루어지는 집전체(두께: 50㎛)의 한쪽의 면상에 균일하게 도포하였다. 그 후, 건조처리에 의해, 도막으로부터 NMP를 제거하고, 또한 압연 롤을 사용하여 집전체와 건조 후의 도막으로 이루어지는 적층체를 프레스하고, 알루미늄 코일로 이루어지는 집전체(두께: 50㎛)의 한쪽의 면상에 전자전도성의 다공체층(두께: 0.120mm)이 형성된 전극(이하, 「애노드(E1)」라고 함)을 제작하였다.
다음에, 이 애노드(E1)를 직사각형상(크기: 17.5mm×32.3mm)을 나타내도록 절단하고, 또한 150℃ 내지 175℃의 온도에서 진공건조를 12시간 이상 행함으로써, 전자전도성의 다공체층의 표면에 흡착된 수분을 제거하여, 실시예 1의 전기화학 캐패시터에 탑재하는 애노드를 제작하였다.
다음에, 캐소드의 형성방법을 설명한다. 부활처리를 실시한 섬유형의 활성탄소 재료(비표면적:2000㎡/g, 애스팩트비: 2 내지 8)와 바인더{불소계수지, 듀퐁사 제조, 상품명: 「Viton-GF」}와 도전조제(아세틸렌블랙, 덴키가가쿠고교 제조, 상품명: 「DENKABLACK」)를 이들의 질량비가 탄소 재료 : 바인더 : 도전조제 = 80 : 10 : 10이 되도록 배합하고, 이것을 용매인 NMP(N-메틸피롤리돈) 중에 투입하여 혼련함으로써, 캐소드 형성용 도포액(이하, 「도포액(L2)」이라고 함)을 조제하였다.
다음에, 이 도포액(L2)을 알루미늄 코일로 이루어지는 집전체(두께: 50㎛)의 한쪽 면상에 균일하게 도포하였다. 그 후, 건조처리에 의해, 도막으로부터 NMP를 제거하고, 또한 압연 롤을 사용하여 집전체와 건조 후의 도막으로 이루어지는 적층체를 프레스하고, 알루미늄 코일로 이루어지는 집전체(두께: 50㎛)의 한쪽 면상에 전자전도성의 다공체층(두께: 0.132mm)이 형성된 전극(이하, 「캐소드(E2)」라고 함)을 제작하였다.
다음에, 이 캐소드(E2)를 직사각형상(크기: 17.5mm×32.3mm)을 나타내도록 절단하고, 또한 150℃ 내지 175℃의 온도에서 진공건조를 12시간 이상 행함으로써, 전자전도성의 다공체층의 표면에 흡착된 수분을 제거하여, 실시예 1의 전기화학 캐패시터에 탑재하는 캐소드를 제작하였다.
(2) 전기화학 캐패시터의 제작
우선, 제작한 애노드 및 캐소드의 전자전도성의 다공체층이 형성되어 있지 않은 측의 집전체의 면의 가장자리부에 알루미늄 코일로 이루어지는 터브부(폭 4mm, 길이 3mm)를 집전체에 터브부가 전기적으로 접속된 상태로 설치하였다. 또한, 애노드 및 캐소드의 각 터브부에 알루미늄 리본(폭 3mm, 길이 20mm)으로 이루어지는 리드를 각각 초음파 용접에 의해 전기적으로 접속하였다. 다음에, 애노드 및 캐소드를 서로 대향시키고, 그 사이에 재생 셀룰로스 부직포로 이루어지는 세퍼레이터(18.0mm ×33.5mm, 두께: 0.05mm, 닛폰고도시고교(日本高度紙工業) 제조, 상품명: 「TF4050」)를 배치하고, 애노드, 세퍼레이터 및 캐소드가 이 순서로 접촉한 상태(비접합의 상태)로 적층된 적층체(소체)를 형성하였다.
다음에, 터브부에 실런트재를 열 압착하였다. 다음에, 상기 적층체(소체)를 가요성을 갖는 복합포장필름으로 형성된 케이스 중에 넣고, 터브부끼리를 히트 시일하였다. 가요성을 갖는 복합포장필름으로서는 전해질 용액에 접촉하는 합성 수지로 된 최내부 층(변성 폴리프로필렌으로 이루어지는 층), 알루미늄 코일로 이루어지는 금속층, 폴리아미드로 이루어지는 층이 이 순서로 순차 적층된 적층체를 사용하였다. 그리고, 이 복합포장필름을 2장 겹쳐서 그 가장자리부를 히트 시일하여 제작하였다.
상기 케이스 내에 전해질 용액(1.2mol/L의 4플루오르화 붕산트리에틸메틸암모늄염의 프로필렌카보네이트 용액)을 주입한 후, 진공 실함으로써 전기화학 캐패시터(전기 2중층 캐패시터)의 제작을 완료하였다.
(비교예 1)
실시예 1의 전기화학 캐패시터에 탑재한 애노드와 동일한 순서 및 조건으로 작성한 전극을 캐소드로서 탑재하고, 실시예 1의 전기화학 캐패시터에 탑재한 캐소드와 동일한 순서 및 조건으로 작성한 전극을 애노드로서 탑재한 것 이외에는 실시예 1의 전기화학 캐패시터와 같은 순서 및 조건에 의해 전기화학 캐패시터를 제작하였다.
(비교예 2)
실시예 1의 전기화학 캐패시터에 탑재한 애노드와 동일한 순서 및 조건으로 작성한 전극을 애노드 및 캐소드로서 탑재한 것 이외에는 실시예 1의 전기화학 캐패시터와 같은 순서 및 조건에 의해 전기화학 캐패시터를 제작하였다.
(비교예 3)
실시예 1의 전기화학 캐패시터에 탑재한 캐소드와 동일한 순서 및 조건으로 작성한 전극을 애노드 및 캐소드로서 탑재한 것 이외에는 실시예 1의 전기화학 캐패시터와 같은 순서 및 조건에 의해 전기화학 캐패시터를 제작하였다.
[전기 2중층 캐패시터의 특성 평가 시험]
실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 각 전기 2중층 캐패시터에 대해서 이하의 여러 가지 특성을 측정하였다.
충방전의 측정은 충방전 시험장치((호쿠토덴코(北斗電工(주)) 제조, HJ-101SM6)를 사용하였다. 우선, 전기 2중층 캐패시터에 대하여 0.5C의 정전류 충전을 행하여, 전기 2중층 캐패시터에 전하가 축적되어 감에 따라서 전압이 상승하는 것을 모니터하였다. 그리고, 전위가 2.5V에 도달한 후, 정전압 충전(완화충전)으 로 이행하여, 전류가 충전전류의 1/10이 되었을 때에 충전을 종료시켰다. 그리고, 방전도 0.5C의 정전류 방전을 하여 종지전압을 0V로 하였다. 이 시험 후, 1C의 전류로 충전을 행하고, 전위가 2.5V에 도달한 후, 정전압 충전으로 이행하여, 전류가 충전전류의 1/10이 되었을 때에 충전을 종료시켰다. 그리고, 방전도 1C의 정전류 방전을 하여 종지전압을 0V로 하였다. 다시 충전을 개시하여, 이것을 10회 반복하였다. 또한, 「βC의 정전류 충전 및 정전류 방전」은 αF의 캐패시터 용량의 전기 2중층 캐패시터를, β×α×10-3A의 전류로 충전 및 방전시키는 것을 의미한다. 본 실시예 등에 있어서는 전기 2중층 캐패시터 용량(αF)는 약 1.8F이다. 따라서, 1C의 정전류 충전 및 정전류 방전은 β=1이기 때문에, 1×1.8×10-3A, 즉, 1.8mA의 전류에 의한 충전 및 방전을 의미한다. 마찬가지로, 0.5C의 정전류 충전 및 정전류 방전은 β=0.5이기 때문에, 0.5×1.8×10-3A, 즉 0.9mA의 전류에 의한 충전 및 방전을 의미한다.
캐패시터 용량(전기화학 캐패시터의 셀의 정전 용량)은 다음과 같이 하여 구하였다. 즉, 방전곡선(방전전압-방전시간)으로부터 방전 에너지(방전 전압×전류의 시간 적분으로서 합계 방전 에너지[W·s]를 구하고, 캐패시터 용량[F]=2 ×합계 방전 에너지[W·s]/(방전 개시 전압[V])2의 관계식을 사용하여 평가 셀의 캐패시터 용량[F]을 구하였다.
다음에, 각 전기화학 캐패시터의 내부저항(임피던스)은 이하의 방법으로 구 하였다. 즉, 측정 환경 온도 25℃, 상대습도 60%에 있어서, Solartron(도요(東洋)테크니카 제조, 상품명)을 사용하여 측정한 1KHz의 주파수에 있어서의 값을 도시하였다.
「레이트 특성」(C2/C1)은 이하의 정의에 근거하여 산출하였다. 즉, 「C1」은 캐패시터 용량이 αF인 전기화학 캐패시터를 방전 전류치 : α×10-3A로 방전시킨 경우의 정전 용량을 나타낸다. 또한, 「C2」는 상기 C1을 측정한 동일한 전기화학 캐패시터(캐패시터 용량이 αF인 전기화학 캐패시터)를 방전전류치 : 100 ×α×10-3A로 방전시킨 경우의 정전 용량을 나타낸다. 그리고, 「레이트 특성」은 상기 C2를 C1로 나눈 값(C2/C1)을 도시한다. 이 「레이트 특성」의 값이 큰 전기화학 캐패시터는 뛰어난 충방전 특성을 갖고 있다고 평가할 수 있다. 예를 들면, 실시예 1의 전기화학 캐패시터에서는 α=1.8이기 때문에, C1은 1.8mA의 전류치로 방전하였을 때에 측정되는 정전 용량이 되고, C2는 180mA의 전류치로 방전하였을 때에 측정되는 정전 용량이 된다.
도 10에, 실시예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3의 각 전기화학 캐패시터의 내부저항과 레이트 특성을 도시한다. 또한, 도 10에 있어서의 내부저항치 중, 「초기」라고 기재된 내부저항치는 셀을 제작한 직후에 측정한 값을 도시한다. 또한, 도 10에 있어서의 내부저항치 중, 「용량 확인 후」라고 기재된 내부저항치는 1C 충방전을 10사이클 행한 후의 값을 도시한다. 또한, 도 10에 있어서의 내부저항치 중, 「레이트 특성 평가 시험후」라고 기재된 내부저항치는 용량 확인 후에 레이트 시험을 하여, 잔류 방전 후에 측정한 값을 도시한다.
본 측정결과로부터 실시예 1의 결과는 각 비교예 1 내지 3에 비하여 내부저항이 충분히 저감되어 있고, 뛰어난 레이트 특성(충방전 특성)을 나타내는 것이 확인되었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 내부저항이 충분히 저감되어 있고, 뛰어난 충방전 특성을 얻을 수 있는 전기화학 캐패시터를 제공할 수 있다.
Claims (11)
- 서로 대향하는 애노드 및 캐소드와,상기 애노드와 상기 캐소드의 사이에 배치되는 절연성의 세퍼레이터와,전해질 용액과,상기 애노드, 상기 캐소드, 상기 세퍼레이터 및 상기 전해질 용액을 밀폐한 상태로 수용하는 케이스를 구비하고,상기 애노드가 전자전도성을 갖는 제 1 탄소 재료를 구성 재료로서 포함하며, 또한,상기 캐소드가 전자전도성을 갖는 제 2 탄소 재료를 구성 재료로서 포함하고,상기 제 1 탄소 재료의 애스팩트비는 1 내지 1.5이고,상기 제 2 탄소 재료의 애스팩트비는 2 내지 8인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 세퍼레이터가 절연성의 다공체로 이루어지고,상기 애노드가 상기 제 1 탄소 재료를 포함하는 다공질의 층을 갖고 있으며,상기 캐소드가 상기 제 2 탄소 재료를 포함하는 다공질의 층을 갖고 있고,상기 전해질 용액은 적어도 그 일부가 상기 애노드, 상기 캐소드, 및 세퍼레이터의 내부에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 애노드, 상기 캐소드, 및 상기 세퍼레이터의 각각이 판형의 형상을 나타내고 있고,상기 케이스가 서로 대향하는 한 쌍의 복합포장필름을 적어도 사용하여 형성되며, 또한상기 복합포장필름이 상기 전해질 용액에 접촉하는 합성 수지로 된 최내부 층과, 상기 최내부 층의 위쪽에 배치되는 금속층을 적어도 갖고 있는 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 4 항에 있어서, 상기 애노드에 포함되는 상기 다공질의 층 중의 상기 제 1 탄소 재료의 함유량이 상기 다공질의 층의 총 질량을 기준으로 하여, 75 내지 90질량%인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 탄소 재료의 비표면적이 1000 내지 3000㎡/g인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 4 항에 있어서, 상기 캐소드에 포함되는 상기 다공질의 층 중의 제 2 탄소 재료의 함유량이 상기 다공질의 층의 총 질량을 기준으로 하여 75 내지 90질량%인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 탄소 재료의 비표면적이 1000 내지 3000㎡/g인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 4 항에 있어서, 상기 애노드에 포함되는 상기 다공질의 층 중의 공극 체적의 비율이 50 내지 75%인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전해질 용액이 유기용매를 사용하는 전해질 용액인 것을 특징으로 하는, 전기화학 캐패시터.
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