KR20080018273A - 전기 이중층 커패시터 - Google Patents

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KR20080018273A
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요시노리 다카무쿠
히데키 시마모토
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

전기 이중층 커패시터는, 제1 집전체와, 제1 집전체 상에 설치된 제1 분극성 전극층과, 제2 집전체와, 상기 제2 집전체 상에 설치되고 제1 분극성 전극층에 대향하는 제2 분극성 전극층과, 제1 분극성 전극층과 제2 분극성 전극층의 사이에 설치된 절연성 세퍼레이터와, 제1 분극성 전극층과 제2 분극성 전극층에 함침된 구동용 전해액을 구비한다. 분극성 전극층은, 페놀 수지로 이루어지는 활성탄을 주로 함유하고, 0.6㎛ 이하의 표면 거칠기와 0.5g/㎤∼0.7g/㎤의 전극 밀도를 갖는다. 이 전기 이중층 커패시터에서는 저온에서도 특성 열화가 적고, 장기 신뢰성이 뛰어나다.

Description

전기 이중층 커패시터{ELECTRIC DOUBLE LAYER CAPACITOR}
본 발명은 각종 전자 기기에 사용되는 전기 이중층 커패시터에 관한 것이다.
전기 이중층 커패시터는, 양극측의 분극성 전극과, 음극측의 분극성 전극과, 이들 전극 사이에 설치된 세퍼레이터를 갖는 커패시터 소자를 구비한다. 2개의 분극성 전극은 세퍼레이터를 사이에 끼고 서로 대향하고 있다. 커패시터 소자에는 구동용 전해액이 함침되어 있다.
분극성 전극은 일반적으로 활성탄을 함유한다. 이 활성탄의 표면에는, 카르복실기, 페놀성 수산기, 카르보닐기, 퀴논기 등의 작용기가 존재하고, 이들 표면 작용기가 전기 이중층 커패시터의 특성에 큰 영향을 미친다. 특히, 산성 표면 작용기량(카르복실기, 카르보닐기, 페놀성 수산기, 락톤기)이 많은 활성탄에 의한 분극 전극층을 갖는 전기 이중층 커패시터는, 전기 이중층 커패시터의 용량에 기여하는 사이트가 크고, 그 결과 의사 용량이 증대한다.
일본 특개 2000－169129호 공보에 개시되어 있는 종래의 전기 이중층 커패시터에서는, 카르복실기, 퀴논기, 수산기, 락톤기의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 표면 작용기의 총량을 활성탄 1g당 0.2밀리당량∼1.00밀리당량으로 규정함으로써, 높은 용량이 얻어진다. 이 커패시터에서는, 구동용 전해액으로서 프로필렌 카 보네이트 등의 비(非)프로톤성 극성 용매에 제4급 암모늄염을 용해시킨 용액이 사용되고 있다.
일본 특개평 11－54376호 공보와 일본 특개평 11－54379호 공보에 개시되어 있는 전기 이중층 커패시터는, 구동용 전해액으로서 프로필렌 카보네이트 등의 비프로톤성 극성 용매에 아미딘염을 용해시킨 용액을 사용하고 있다. 이 용액은, 제4급 암모늄염을 사용한 용액보다 커패시터의 용량이 증대한다. 그러나, 이들 문헌은 커패시터의 상온에서의 특성을 거론하고 있지만, 저온에서의 특성에는 주목하고 있지 않다.
구동용 전해액으로서 프로필렌 카보네이트 등의 비프로톤성 극성 용매에 아미딘염을 용해시킨 구동용 전해액과, 산성 표면 작용기가 많은 활성탄에 의한 분극성 전극층을 구비한 종래의 전기 이중층 커패시터는 큰 의사 용량을 가지지만, 충방전 신뢰성 시험시에 분극성 전극층의 표면에서 구동용 전해액이 산성 표면 작용기와 전기 화학 반응을 일으켜 많은 반응물이 생성된다. 이 반응물이, 용량에 기여하는 활성탄의 사이트를 막아 용량을 작게 하고, 저항을 증가시키는 등의 특성 열화를 일으킨다. 이 특성 열화는, 특히 저온에서 현저하게 나타난다.
전기 이중층 커패시터는, 제1 집전체와, 제1 집전체 상에 설치된 제1 분극성 전극층과, 제2 집전체와, 제2 집전체 상에 설치되고 제1 분극성 전극층에 대향하는 제2 분극성 전극층과, 제1 분극성 전극층과 제2 분극성 전극층 사이에 설치된 절연성 세퍼레이터와, 제1 분극성 전극층과 제2 분극성 전극층에 함침된 구동용 전해 액을 구비한다. 분극성 전극층은, 페놀 수지로 제작한 활성탄을 주로 함유하고, 0.6㎛ 이하의 표면 거칠기와 0.5g/㎤∼0.7g/㎤의 전극 밀도를 갖는다.
이 전기 이중층 커패시터에서는 저온에서도 특성 열화가 적고, 장기 신뢰성이 뛰어나다.
도 1은, 본 발명의 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터의 일부 절개 사시도이다.
도 2a는, 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터의 분극성 전극체의 단면도이다.
도 2b는, 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터의 분극성 전극체의 단면도이다.
도 3a는, 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터의 분극성 전극층의 표면 거칠기에 의한 전극 밀도와 -30℃에서의 초기 직류 저항의 관계를 도시한다.
도 3b는, 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터의 분극성 전극의 표면 거칠기에 의한 전극 밀도와 -30℃에서의 초기 직류 저항에 대한 직류 저항의 변화율의 관계를 도시한다.
도 4는, 본 발명의 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터의 샘플을 도시한다.
도 5는, 실시형태 2에 의한 샘플의 상온에서의 방전 용량과 직류 저항을 도시한다.
도 6은, 도 6은 실시형태 2에 의한 샘플의 저온에서의 방전 용량과 직류 저항을 도시한다.
도 7은, 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터의 25℃에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 부피 용량 밀도의 관계를 도시한다.
도 8은, 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터의 25℃에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 직류 저항의 관계를 도시한다.
도 9는, 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터의 -30℃에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 부피 용량 밀도의 관계를 도시한다.
도 10은, 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터의 -30℃에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 직류 저항의 관계를 도시한다.
도 11은, 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터의 부피당 용량 밀도와 저항의 관계를 도시한다.
도 12는, 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터의 -30℃에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 경도와 직류 저항의 관계를 도시한다.
(부호의 설명)
1…커패시터 소자 2…양극 리드 선
3…분극성 전극체(제1 분극성 전극체) 3A…집전체(제1 집전체)
3B…분극성 전극층(제1 분극성 전극층) 4…음극 리드선
5…분극성 전극체(제2 분극성 전극체) 5A…집전체(제2 집전체)
5B…분극성 전극층(제2 분극성 전극층) 6…세퍼레이터
7…밀봉 부재 8…케이스
9…구동용 전해액
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터(1001)의 일부 절개 사시도이다. 전기 이중층 커패시터(1001)는, 케이스(8)와, 케이스(8)에 수용된 커패시터 소자(1)와, 커패시터 소자(1)에 접속된 양극 리드선(2)과, 커패시터 소자(1)에 접속된 음극 리드선(4)을 구비한다. 커패시터 소자(1)는, 양극 리드선(2)이 접속된 분극성 전극체(3)와, 음극 리드선(4)이 접속된 분극성 전극체(5)와, 분극성 전극체(3, 5) 사이에 설치된 세퍼레이터(6)를 갖는다. 세퍼레이터(6)는 절연 부재로 이루어지고, 전극체(3, 5) 간의 단락을 방지한다. 전극체(3, 5)와 세퍼레이터(6)는 감겨져 케이스(8)에 수용되어 있다.
도 2a는 분극성 전극체(3)의 단면도이다. 분극성 전극체(3)는, 알루미늄박 등의 금속박으로 이루어지는 집전체(3A)와, 집전체(3A)의 표면(103A) 상에 설치된 분극성 전극층(3B)을 갖는다. 표면(103A)은 예를 들면 전해액에 의해 처리되어 조면화(粗面化)되어 있다. 분극성 전극층(3B)은 주로 활성탄으로 이루어지고, 활성탄의 표면에 부착하는 산성 표면 작용기를 갖는다. 활성탄은 페놀 수지로 제조한다. 분극성 전극층(3B)에는 구동용 전해액(9)이 함침된다. 구동용 전해액(9)으로서 프로필렌 카보네이트 등의 비프로톤성 극성 용매에 아미딘염을 용해시킨 용액이 사용되고 있다.
도 2b는 분극성 전극체(5)의 단면도이다. 분극성 전극체(5)는, 알루미늄박으로 이루어지는 집전체(5A)와, 집전체(5A)의 표면(105A) 상에 설치된 분극성 전극층(5B)을 갖는다. 표면(105A)은 예를 들면 전해액(9)에 의해 처리되어 조면화되어 있다. 분극성 전극층(5B)은, 산성 표면 작용기를 갖는 활성탄을 포함하고, 그것이 표면(105A)에 도포되어 있다. 분극성 전극층(5B)에는 분극성 전극층(3B)과 같은 상기의 구동용 전해액(9)이 함침된다.
고무제의 밀봉 부재(7)는 양극 리드선(2)과 음극 리드선(4)이 각각 삽입통과하는 구멍(7A, 7B)을 갖고, 케이스(8)의 상단부에 끼워넣어져 있다. 케이스(8)는 금속으로 이루어지고, 바닥(8A)과 개구부(8B)를 가진 원통 형상을 갖는다. 케이스(8)의 개구부(8B)가 드로잉 가공 및 컬링 가공되어, 밀봉 부재(7)를 압축하여 케이스(8)의 개구부(8B)를 밀봉한다.
분극성 전극체(3, 5)의 분극성 전극층(3B, 5B)을 프레스 가공하여 분극성 전극층(3B, 5B)의 표면 거칠기를 작게 함과 더불어 전극 밀도를 크게 하여, 이 프레스 가공 조건을 변화시킴으로써, 분극성 전극층(3B, 5B)의 표면 거칠기와 전극 밀도가 상이한 복수의 샘플을 제작했다. 이들 샘플을 사용해 전기 이중층 커패시터의 샘플을 제작했다.
도 3a는, 분극성 전극층(3B, 5B)의 표면 거칠기 Ra(㎛)와 전극 밀도(g/㎤)와 저온(-30℃)에서의 커패시터의 초기 직류 저항 DCR1의 관계를 도시한다. 또, 도 3b는, 이들 샘플에 60℃의 온도로 2.5V의 전압을 1000시간 인가한 후에 측정한 저온(-30℃)에서의 직류 저항 DCR2와, 직류 저항 DCR2의 초기 직류 저항 DCR1에 대한 변화율 E1을 도시한다(E1=DCR2/DCR1).
도 3a와 도 3b에서 알 수 있듯이, 표면 거칠기 Ra가 0.6㎛ 이하인 샘플은 저온(-30℃)에서의 직류 저항 DCR1은 150mΩ 미만으로 낮고, 초기 직류 저항에 대한 변화율 E1은 작다.
또한, 이 결과로부터, 표면 거칠기 Ra가 작고, 전극층(3B, 5B)의 전극 밀도가 클수록 저온(-30℃)에서의 직류 저항 DCR1은 감소한다고 추측되지만, 그러나, 실제로는 분극성 전극체(3, 5)를 구성하는 집전체(3A, 5A)의 강도나 실험에 사용한 프레스 장치 등의 제약에 의해, 표면 거칠기 Ra가 약 0.2㎛를 하회하는 샘플은 평가하지 않았다.
또, 저온(-30℃)에서의 직류 저항 DCR1이 낮고, 또한 초기 직류 저항에 대한 변화율 E1이 작은 뛰어난 특성을 갖고, 표면 거칠기 Ra가 0.6㎛ 이하인 커패시터의 분극성 전극층(3B)의 전극 밀도는, 도 3a, 도 3b에 도시한 바와 같이, 대체로 0.5g/㎤∼0.7g/㎤인 것을 알 수 있다.
분극성 전극층(3B, 5B)의 표면 거칠기 Ra를 0.6㎛ 이하, 또한 전극 밀도를 0.5g/㎤∼0.7g/㎤로 함으로써, 저온(-30℃)에서의 작은 직류 저항을 갖고, 직류 저항의 변화율이 작은, 저온 특성과 장기 신뢰성이 뛰어난 전기 이중층 커패시터(1001)가 얻어진다.
(실시형태 2)
실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터는, 도 1, 도 2a, 도 2b에 도시한 실시형태 1에 의한 전기 이중층 커패시터(1001)의 분극성 전극층(3B, 5B)에 포함되 는 산성 표면 작용기의 양을 변화시킴과 더불어, 구동용 전해액과의 조합에 대해 설명한다. 이 외의 구성은, 실시형태 1과 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하며, 다른 부분에 대해서만 이하에 설명한다.
도 4에, 제작한 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터의 샘플을 도시한다. 분극성 전극층(3B, 5B)에 포함되는 산성 표면 작용기(카르복실기, 카르보닐기, 페놀성 수산기, 락톤기)의 양을, 활성탄을 제작할 때의 열처리 온도를 800℃ 이상으로 함으로써 감소시켜 변화시키고, 여러 종류의 구동용 전해액을 조합하여 샘플을 제작했다. 이들 샘플은 실시형태 2에 의한 실시예 1∼3과, 비교예 1∼7의 전기 이중층 커패시터의 샘플을 포함한다. 이들 샘플은 정격 전압 2.0V이고, 정전 용량 68F, 사이즈 φ18㎜×L50㎜를 가진다. 또한, 산성 표면 작용기의 양은 역적정법을 사용해 측정했다.
비교예 1∼5의 샘플은 제4급 암모늄염을 포함하는 전해액이 전극층(3B, 5B)에 함침되어 있다. 비교예 6, 7및 실시예 1∼3은 아미딘염을 포함하는 전해액이 전극층(3B, 5B)에 함침되어 있다.
전기 이중층 커패시터의 이들 샘플에 60℃에서 2.0V의 전압을 12시간 연속해서 인가하는 에이징을 행한 후, 1.5A, 2.0V의 정전류 정전압으로 충전하고, 충전 후의 1.0A로의 방전에서의 초기 용량(초기 방전 용량)과 초기 직류 저항을 측정했다. 또, 이들 샘플에 대해, 60℃에서 2.3V의 전압을 1000시간 연속해서 인가한 후의 커패시터의 용량과 직류 저항을 측정했다. 이들의 상온(25℃)에서의 방전 용량과 직류 저항을 도 5에 도시하고, 저온(-30℃)에서의 방전 용량과 직류 저항을 도 6에 도시한다.
도 5와 도 6에서 알 수 있듯이, 비교예 1∼5의 샘플은, 비교예 6, 7및 실시예 1∼3의 샘플보다 용량이 작고 직류 저항이 높다.
비교예 7의 샘플은, 도 5에 도시한 바와 같이 상온에서는 초기 용량은 크고 초기 직류 저항은 작지만, 신뢰성 시험 1000시간 후의 용량은 실시예 1, 2의 샘플보다 작고, 직류 저항은 크다. 도 6에 도시한 바와 같이, 저온에서는, 시험의 결과로부터, 초기 특성 및 신뢰성 시험 1000시간 후의 특성이 실시예 1, 2에 의해 구성된 전기 이중층 커패시터의 동 특성보다 떨어지는 것을 알 수 있다.
비교예 6의 샘플은, 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 산성 표면 작용기의 양이 너무 적어서, 상온 및 저온에서의 초기 용량의 저하가 크다.
실시예 1, 2의 샘플은, 도 5에 도시한 바와 같이, 실시예 3 및 비교예 7의 샘플과 동등한 최대한의 초기 용량을 갖고, 신뢰성 시험 1000시간 후의 용량도 크다. 도 6에 도시한 바와 같이, 저온에서도 실시예 1, 2의 샘플은 가장 큰 초기 용량을 갖고, 또한 1000시간 후의 용량도 크다.
이상의 결과로부터, 실시예 3과 비교예 7의 전기 이중층 커패시터의 샘플은 큰 초기 용량을 가지지만, 직류 저항이 크고, 또한 초기로부터의 용량, 저항의 변화율이 크기 때문에 장기 신뢰성이 부족하다. 비교예 6의 전기 이중층 커패시터의 샘플은, 초기로부터의 용량, 저항의 변화율이 작기 때문에 장기 신뢰성이 뛰어나지만, 초기 용량이 작다. 이들에 대해, 실시예 1, 2의 전기 이중층 커패시터의 샘플은, 실시예 3 및 비교예 6, 7의 샘플의 상기의 과제를 가지지 않아서, 최대한의 용 량을 유지하면서 장기 신뢰성의 향상을 동시에 달성할 수 있다.
따라서, 프로필렌 카보네이트 등의 비프로톤성 극성 용매에 아미딘염을 용해시킨 구동용 전해액(9)을 사용한 전기 이중층 커패시터에 있어서, 분극성 전극체의 구성 재료인 활성탄의 원료는 페놀 수지이고, 분극성 전극층(3B, 5B)의 활성탄의 산성 표면 작용기의 양은, 활성탄 1g당 0.31밀리당량∼0.37밀리당량의 범위가 바람직하다.
이 양에 의해 분극성 전극체의 표면에서의 구동용 전해액(9)과 산성 표면 작용기의 전기 화학 반응을 억제할 수 있고, 또한 프로필렌 카보네이트의 비프로톤성 극성 용매에 아미딘염을 용해시킨 구동용 전해액(9)의 산성 표면 작용기의 전위를 구동용 전해액(9)의 최적의 전위창(電位窓, potential window)으로 시프트함으로써 내압 향상을 도모할 수 있다. 이것에 의해, 전기 화학 반응에 의한 가스 발생, 저항 증가나 용량 변화가 없어짐으로써, 특성 열화가 적고 저온 특성과 장기 신뢰성이 뛰어난 전기 이중층 커패시터가 얻어진다.
(실시형태 3)
실시형태 3에 의한 전기 이중층 커패시터에서는, 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터의 분극성 전극층(3B, 5B)을 형성하는 페놀 수지로 이루어지는 활성탄의 구성을 더욱 한정한 것이다. 실시형태 3에 의한 커패시터에 있어서, 실시형태 2와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략하며, 다른 부분에 대해서만 이하에 설명한다.
본 실시형태는, 페놀 수지를 원료로 하는 활성탄의 부피당 용량 밀도를 최대 한으로 유지할 수 있도록 한 것이다. 활성탄의 비표면적을 증가시키면, 이것에 비례해서 활성탄당 용량을 크게 할 수는 있지만, 동시에 세공의 용적도 커져, 활성탄의 부피당 용량은 감소한다. 그 때문에, 전기 이중층 커패시터의 용량은, 그 세공의 분포에 크게 의존한다.
따라서, 용량에 기여하지 않는 쓸데없는 세공을 억제하여 효율적으로 용량을 발현할 수 있는 세공 용적의 설계를 행하여, 활성탄의 세공 용적을 1.1㎤/g 이하로 하고, 또한 비표면적을 2000㎡/g 이상으로 함으로써, 페놀 수지에 의한 활성탄의 부피당 최대한의 용량 밀도를 얻을 수 있다.
상기의 1000시간의 충방전 신뢰성 시험시에 분극성 전극의 표면에서 구동용 전해액(9)이 산성 표면 작용기와 전기 화학 반응을 일으켜 열화 물질이 생성된다. 그 열화 물질이 활성탄의 용량 사이트를 막음으로써 용량이 감소하고, 저항이 증가하여 특성이 열화한다. 실시형태 3에 의한 전기 이중층 커패시터에서는, 이 열화 물질의 영향이 최소한으로 억제된다.
(실시형태 4)
실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터는, 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터의 분극성 전극층(3B, 5B)을 형성하는 활성탄의 구성을 더욱 한정한 것이다. 실시형태 4에 의한 전기 이중층 커패시터에 있어서, 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략 하며, 다른 부분에 대해서만 이하에 설명한다.
활성탄의 평균 입자 직경이 너무 크면, 분극성 전극층(3B, 5B) 내에서 활성 탄의 세공 내를 확산하는 전해액 이온의 확산이 커져서 저항이 증대하고, 충방전시에 용량을 인출할 수 없게 된다. 또, 활성탄의 평균 입자 직경이 너무 작으면, 분극성 전극층(3B, 5B) 내에서 활성탄의 입자끼리의 접촉 저항 및 활성탄의 입자와 집전체의 계면 저항이 크게 기여하여 저항이 증대해, 충방전시에 용량을 인출할 수 없게 된다.
활성탄의 평균 입자 직경에 따른 부피당 용량 밀도와 저항의 관계를 도 11 및 도 7∼도 10에 도시한다. 도 7은 상온(25℃)에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 부피 용량 밀도의 관계를 도시한다. 도 8은 상온(25℃)에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 저항의 관계를 도시한다. 도 9는 저온 (-30℃)에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 부피 용량 밀도의 관계를 도시한다. 도 10은 저온(-30℃)에서의 활성탄의 평균 입자 직경과 저항의 관계를 도시한다.
도 11 및 도 7∼도 10에서 알 수 있듯이, 활성탄의 평균 입자 직경을 2.5㎛∼3.5㎛의 범위로 함으로써, 페놀 수지 활성탄의 부피당 용량 밀도를 최대한으로 유지할 수 있고, 최대로 할 수 있고, 또한, 전기 이중층 커패시터의 저항을 저감할 수 있으며, 특히 저온에서 저항을 크게 저감할 수 있다.
따라서, 구동용 전해액으로서 프로필렌 카보네이트 등의 비프로톤성 극성 용매에 아미딘염을 용해시킨 것을 사용하는 경우에는, 분극성 전극체의 구성 재료인 페놀 수지 활성탄의 평균 입자 직경은 2.5㎛∼3.5㎛의 범위가 적합하다고 할 수 있다.
도 12는 활성탄의 평균 입자 직경과 경도와 저온(-30℃)에서의 저항의 관계 를 도시한다. 페놀 수지 활성탄의 적합하다고 여겨지는 평균 입자 직경 2.5㎛∼3.5㎛의 상기 범위에서의 경도는, 대체로 81degree∼83degree이다.
(실시형태 5)
실시형태 5에 의한 전기 이중층 커패시터는, 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터와 분극성 전극층(3B, 5B)의 구성이 일부 상이하다. 실시형태 5에 의한 전기 이중층 커패시터에 있어서, 실시형태 2에 의한 전기 이중층 커패시터와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략 하며, 다른 부분에 대해서만 이하에 설명한다.
실시형태 5에 의한 전기 이중층 커패시터에서는, 분극성 전극층(3B, 5B)이 8 질량% 이하인 아세틸렌 블랙 등의 도전성 재료와, 2질량％∼8질량％, 바람직하게는 4질량%∼6질량%의 바인더를 함유한다. 이 바인더는 분산성 및 성막성을 가지며 수용성이다. 이 조성에 의해, 분극성 전극층(3B, 5B)과 집전체(3A, 5A)의 접촉 저항을 작게 할 수 있고, 또한 저온에서의 용량이나 저항 등의 특성을 대폭 개선할 수 있다.
이 전기 이중층 커패시터는 저온에서도 특성 열화가 적고, 장기 신뢰성이 뛰어나며, 수명이 길고, 또한 파워 밀도와 저온 특성의 향상이 요망되는 하이브리드 자동차용 등의 용도의 전기 이중층 커패시터로서 유용하다.

Claims (8)

  1. 금속박으로 이루어진 제1 집전체와,
    페놀 수지로 이루어진 활성탄을 주로 함유하고, 0.5㎛ 이상 0.6㎛ 이하의 표면 거칠기와 0.5g/㎤∼0.7g/㎤의 전극 밀도를 갖고, 상기 제1 집전체 상에 설치된 제1 분극성 전극층과,
    금속박으로 이루어진 제2 집전체와,
    페놀 수지로 이루어진 활성탄을 주로 함유하고, 0.5㎛ 이상 0.6㎛ 이하의 표면 거칠기와 0.5g/㎤∼0.7g/㎤의 전극 밀도를 갖고, 상기 제2 집전체 상에 설치되고, 상기 제1 분극성 전극층에 대향하는 제2 분극성 전극층과,
    상기 제1 분극성 전극층과 상기 제2 분극성 전극층 사이에 설치된 절연성 세퍼레이터와,
    상기 제1 분극성 전극층과 상기 제2 분극성 전극층에 함침된 구동용 전해액을 구비한 전기 이중층 커패시터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 분극성 전극층과 상기 제2 분극성 전극층은, 상기 활성탄 1g당 0.31밀리당량∼0.37밀리당량의 산성 표면 작용기를 더 함유하는 전기 이중층 커패시터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동용 전해액은 프로필렌 카보네이트에 의한 비(非)프로톤성 극성 용매와 비프로톤성 극성 용매에 용해된 아미딘염을 포함하는 전기 이중층 커패시터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성탄은 1.1㎤/g 이하의 세공 용적을 갖고 2000㎡/g 이상의 비표면적을 갖는 전기 이중층 커패시터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성탄은, 2.5㎛∼3.5㎛의 평균 입자 직경을 갖는 전기 이중층 커패시터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 분극성 전극층은 8질량％ 이하의 도전성 재료와 2질량％∼8질량％의 바인더를 더 함유하는 전기 이중층 커패시터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 도전성 재료는 아세틸렌 블랙인 전기 이중층 커패시터.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 바인더는 분산성 및 성막성을 갖고, 또한 수용성인 전기 이중층 커패시터.
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