DE10000949A1 - Elektrochemischer Kondensator - Google Patents

Elektrochemischer Kondensator

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Abstract

Ein elektrolytischer Kondensator besitzt ein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist. Das positive und das negative Elektrodenelement sind einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet. Das positive und das negative Elektrodenelement sind, gemeinsam mit einer elektrolytischen Lösung, in dem Gehäuse aufgenommen. Die Festelektrode des negativen Elektrodenelements ist aus Lithiumvanadiumoxid und einem elektrisch leitfähigen Füller hergestellt, und die Festelektrode des positiven Elektrodenelements ist aus Aktivkohle hergestellt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochemischen Kondensator.
Beschreibung der relevanten Technik:
Es ist bisher ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator mit positiven und negativen Elektrodenelementen bekannt geworden, die einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator ange­ ordnet sind. Jedes der positiven und negativen Elektrodenelemente besitzt eine Festelektrode, die aus Aktivkohle an der Oberfläche eines Stromaufnehmers, etwa Metallfolie o. dgl. hergestellt sind. Die positiven und negativen Elektrodenelemente sind gemeinsam mit einer elektrolyti­ schen Lösung in einem Gehäuse verkapselt, das Anschlüsse aufweist, die mit den jeweiligen Stromaufnehmern verbunden sind.
Bei dem obigen herkömmlichen elektrischen Doppelschichtkondensator ist die Festelektrode aus Aktivkohle als Substanz mit einer großen spezifischen Oberfläche hergestellt. Jedoch hat der elektrische Doppel­ schichtkondensator mit Festelektroden aus Aktivkohle eine geringere Energiedichte als Sekundärzellen, die auf der Basis einer chemischen Reaktion arbeiten. Im Hinblick auf diesen Nachteil wurde ein elektroche­ mischer Kondensator vorgeschlagen, dessen Festelektroden aus einem Material hergestellt sind, das aufgrund einer elektrochemischen Reaktion eine Pseudokapazität erzeugen kann. Es wurden verschiedene Materia­ lien, einschließlich Rutheniumoxid, die eine Pseudokapazität erzeugen können, zur Verwendung als Festelektrodenmaterialien geprüft. Jedoch haben diese Materialien den Nachteil, daß sie teuer sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrochemi­ schen Kondensator anzugeben, der relativ billig herzustellen ist und ausgezeichnete Entladungscharakteristiken hat.
Die Erfinder haben ein Lithiumvanadiumoxid verwendet, das billig als ein Zellenmaterial erhältlich ist, das eine Pseudokapazität erzeugen kann, und haben eine Festelektrode hergestellt, die Lithiumvanadiumoxid enthält. In dem Lithiumvanadiumoxid kann Vanadiumoxid entweder tetravalent oder pentavalent sein. Weil das Lithium vorhanden ist, liegt das Lithiumvana­ diumoxid entweder als tetravalentes oder pentavalentes Oxid stabil vor. Im Ergebnis kann das Lithiumvanadiumoxid eine elektrochemische Reaktion bewirken und arbeitet, in Gegenwart einer elektrolytischen Lösung, als Zelle, so daß sie in einem Kondensator eine Pseudokapazität erzeugen kann.
Die Erfinder haben verschiedene Entladungscharakteristiken von Lithium­ vanadiumoxid enthaltenden Festelektroden untersucht. Im Ergebnis haben die Erfinder herausgefunden, daß man ausgezeichnete Entladungs­ charakteristiken durch einen elektrochemischen Kondensator erhält, dessen negative Festelektrode Lithiumvanadiumoxid enthält und dessen positive Festelektrode aus Aktivkohle hergestellt ist, und haben die Erfindung auf der Basis dieser Erkenntnis vervollständigt.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird erfindungsgemäß ein elektrochemi­ scher Kondensator angegeben, umfassend: ein Gehäuse und ein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist, wobei das positive und das negative Elektrodenelement einander gegen­ überliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet sind, wobei das positive und das negative Elektrodenelement, zusammen mit einer elektrolytischen Lösung, in dem Gehäuse aufgenommen sind; wobei die Festelektrode des negativen Elektrodenelements aus Lithiumva­ nadiumoxid und einem elektrisch leitfähigen Füller hergestellt ist, wobei die Festelektrode des positiven Elektrodenelements aus Aktivkohle hergestellt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen elektrochemischen Kondensator besitzt das negative Elektrodenelement eine Festelektrode, die aus Lithiumvanadium­ oxid in einem elektrisch leitfähigem Füller hergestellt ist, und das positive Elektrodenelement besitzt eine aus Aktivkohle hergestellte Festelektrode. Diese Festelektroden verhindern wirkungsvoll, daß an dem positiven Elektrodenelement ein scharfer Spannungsabfall stattfindet, wenn die Entladung des elektrochemischen Kondensators beginnt, um die Zeit­ dauer zu verlängern, über die der elektrochemische Kondensator eine hohe Spannung erzeugen kann, und um zu ermöglichen, daß der elek­ trochemische Kondensator eine große Menge an elektrischer Energie entlädt.
Der erfindungsgemäße elektrochemische Kondensator kann billig herge­ stellt werden, weil das Lithiumvanadiumoxid als Substanz zum Erzeugen einer Pseudokapazität verwendet wird. Der elektrisch leitfähige Füller, der gemeinsam mit dem Lithiumvanadiumoxid die Festelektrode des negati­ ven Elektrodenelements bildet, ist erforderlich, um die elektrische Leitfä­ higkeit der Festelektrode zu erhöhen.
Weil das Lithiumvanadiumoxid in der Gegenwart einer elektrolytischen Lösung eine elektrochemische Reaktion auslösen kann und als Zelle arbeitet, sollte das Vanadiumoxid bevorzugt tetravalent oder pentavalent sein. Das Lithiumvanadiumoxid kann zumindest ein Oxid aufweisen, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus LiV3O8, LiV2O5 und Li2V2O5 besteht. Das Vanadium im LiV3O8 ist pentavalent, das Vanadium im LiV2O5 ist ein Gemisch von tetravalentem und pentavalentem Vanadium und das Vanadium im Li2V2O5 ist tetravalent.
Der elektrisch leitfähige Füller kann Ruß o. dgl. aufweisen. Der elektrisch leitfähige Füller dient dazu, die elektrische Leitfähigkeit der Festelektrode einzustellen, und seine Menge differiert in Abhängigkeit von der Anwen­ dung des elektrochemischen Kondensators. Beispielsweise wird der elektrisch leitfähige Füller in einer größeren Menge zugefügt, um den Widerstand der Festelektrode für eine hohe Ausgangsleistung zu reduzie­ ren, und wird in einer geringeren Menge zugefügt, um die Leistungs­ dichte für hohe Energiedichte zu reduzieren.
Der elektrisch leitfähige Füller liegt im Bereich von 3 bis 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Festelektrode vor. Wenn die Menge an elektrisch leitfähigem Füller weniger als 3% des Gesamtgewichts der Festelektrode betragen würde, dann wäre der Widerstand der Elektrode zu hoch, um den elektrochemischen Kondensator gut zu entladen. Wenn die Menge an elektrisch leitfähigem Füller 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Fest­ elektrode überschreiten würde, dann würde die Energiedichte der Elek­ trode sinken.
Die Aktivkohle der Festelektrode des positiven Elektrodenelements hat eine spezifische Oberfläche im Bereich von 100 bis 3000 m2/g. Wenn die spezifische Oberfläche der Aktivkohle weniger als 100 m2/g betragen würde, dann würde die elektrostatische Kapazität pro Volumen zu gering. Wenn die spezifische Oberfläche der Aktivkohle mehr als 3000 m2/g betragen würde, dann würde die Massendichte geringer.
Die elektrolytische Lösung umfaßt eine Propylencarbonatlösung von LiBF4 oder LiPF6. Positive Ionen des Elektrolysesalzes sollten bevorzugt Li+ sein, weil das Vanadiumoxid, welches an dem negativen Elektroden­ element Pseudokapazität erzeugen kann, elektrische Energie reversibel durch Dotierung und Ent-Dotierung von Li+ lädt und entlädt. Negative Ionen des Elektrolysalzes sollten bevorzugt BF4 - oder PF6 - sein, weil es eine hohe Spannungsfestigkeit und eine hohe elektrische Leitfähigkeit hat, leicht industriell hergestellt werden kann und einen geringen Toxizi­ tätsgrad hat. Das Lösungsmittel des Elektrolysesalzes sollte bevorzugt Propylencarbonat sein, weil dies eine hohe Spannungsfestigkeit und hohe elektrische Leitfähigkeit hat und in einem breiten Temperaturbereich verwendbar ist.
Die Elektrolyselösung hat eine Konzentration im Bereich von 0,5 bis 1,5 Mol/Liter. Wenn die Konzentration der Elektrolyselösung geringer wäre als 0,5 Mol/Liter, dann würde der Widerstand zunehmen. Wenn die Konzentration der Elektrolyselösung größer als 1,5 Mol/Liter wäre, dann könnte sich das Elektrolysesalz bei geringen Temperaturen abscheiden.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegen­ den Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die bevorzugte Ausführungen der Erfindung als Beispiel darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines elektrochemischen Kondensators nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade­ charakteristiken eines elektrochemischen Kondensators nach einem Vergleichsbeispiel;
Fig. 3 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade­ charakteristiken jeder Festelektrode des elektrochemischen Kondensators nach dem Vergleichsbeispiel;
Fig. 4 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade­ charakteristiken jeder Festelektrode des elektrochemischen Kondensators nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade­ charakteristiken der elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und dem Vergleichsbeispiel; und
Fig. 6 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade­ charakteristiken der elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und dem Vergleichsbeispiel sowie einem herkömmlichen elektrochemischen Kondensator.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG Erste Ausführung
Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt der elektrochemische Kondensator nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung eine positive Fest­ elektrode 1a und eine negative Festelektrode 1b, die einander gegenüber­ liegend mit einem dazwischen liegenden Separator 2 als Isolator an­ geordnet sind, und ein scheibenförmiges Gehäuse 3 aus Aluminium, das die positiven und negativen Festelektroden 1a, 1b und den Separator 2 darin aufnimmt. Der Separator 2 ist z. B. aus Glasfasern hergestellt. Die positiven und negativen Festelektroden 1a, 1b und der Separator 2 sind gemeinsam mit einer elektrolytischen Lösung (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 3 aufgenommen. Das Gehäuse 3 ist mit einem Aluminiumdeckel 5 verschlossen, dessen Umfangsrand mit dem Gehäuse 3 über eine Kunststoffdichtung 4 verbunden ist.
Die Festelektroden 1a, 1b sind mit Innenflächen des Gehäuses 3 bzw. des Deckels 5 durch elektrisch leitfähigen Klebstoff o. dgl. verbunden. Die Innenflächen des Gehäuses 3 und des Deckels 5 dienen als Stromaufneh­ mer für die Festelektroden 1a, 1b. Das Gehäuse 3 hat eine Außenfläche, die als negativer Verbindungsanschluß genutzt werden kann, und der Deckel 5 hat eine Außenfläche, die als positiver Verbindungsanschluß genutzt werden kann.
Nachfolgend wird ein elektrochemischer Kondensator nach einem Ver­ gleichsbeispiel beschrieben. Der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel ist in der körperlichen Struktur zum erfindungsgemä­ ßen elektrochemischen Kondensator, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, iden­ tisch. Nach dem Vergleichsbeispiel enthalten die Festelektroden 1a, 1b ein Lithiumvanadiumoxid (LiV3O8). Insbesondere werden die Festelek­ troden 1a, 1b hergestellt durch Mischen von 45 Gewichtsteilen Lithium­ vanadiumoxid (LiV3O8), 45 Gewichtsteilen elektrisch leitfähigem Füller aus Ruß (Handelsname: DENKA BLACK, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K. K.) und 10 Gewichtsteilen Polytetrafluorethylen als Bindemittel, und Pressen des Gemisches zu einer Scheibenform mit einem Durch­ messer von 20 mm. Jede der Festelektroden 1a, 1b hat ein Gewicht von 150 mg.
Das Lithiumvanadiumoxid kann nach einem Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden durch Mischen einer vorbestimmten Menge einer Lösung von in organischem Lösungsmittel gelöstem Lithiumpropoxid mit einer vor­ bestimmten Menge einer Lösung von in organischem Lösungsmittel gelöstem Vanadiumpropoxid, und Hydrolysieren und Kondensieren des Gemischs.
Die elektrolytische Lösung enthält eine Propylencarbonatlösung von Lithiumtetrafluorborat (LiBF4) und hat eine Konzentration von 1 Mol/Liter.
Fig. 2 zeigt eine Lade- und Entladekurve, die aufgetragen wurde, wenn der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel mit konstantem Strom bei konstanter Spannung geladen wurde. Insbeson­ dere wurde der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichs­ beispiel mit einem Konstantstrom von 5 mA geladen, und nachdem die Ladespannung 2 V erreicht hatte, wurde der elektrochemische Kon­ densator nach dem Vergleichsbeispiel mit einer konstanten Spannung von 2 V für 2 Stunden geladen. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Spannung über dem elektrochemischen Kondensator nach dem Ver­ gleichsbeispiel zu Beginn der Entladung scharf abfiel.
Fig. 3 zeigt eine Lade- und Entladekurve der Potentiale der Elektroden, die durch einen Dreielektrodenprozeß unter Verwendung einer Lithium­ elektrode als Referenzelektrode gemessen wurden, wobei die Kurve aufgetragen wurde, wenn der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel unter den gleichen Bedingungen wie für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve geladen wurde. Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß der scharfe Spannungsabfall bei Entladebeginn des elektrochemischen Kondensators nach dem Vergleichsbeispiel an der positiven Elektrode auftrat.
In dem elektrochemischen Kondensator nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung enthält die negative Festelektrode 1a Lithiumva­ nadiumoxid (LiV3O8) und die positive Festelektrode 1b ist aus Aktivkohle hergestellt. Die negative Festelektrode 1a nach der ersten Ausführung ist identisch zur negativen Festelektrode 1a nach dem Vergleichsbeispiel. Das heißt, die negative Festelektrode 1a nach der ersten Ausführung wird hergestellt durch Mischen von 45 Gewichtsteilen Lithiumvanadium­ oxid (LiV3O8), 45 Gewichtsteilen eines elektrisch leitfähigen Füllers aus Ruß (Handelsname: DENKA BLACK, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K. K.), sowie 10 Gewichtsteilen Polytetrafluorethylen als Bindemittel, und Pressen des Gemischs zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 20 mm. Die Festelektrode 1a hat ein Gewicht von 150 mg. Anstelle von DENKA BLACK, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K. K. kann der elektrisch leitfähige Füller KETJEN BLACK (Handelsname) sein, herge­ stellt von Mitsubishi Chemical Corp. oder PRINTEX (Handelsname), hergestellt von Dekusa o. dgl.
Die positive Festelektrode 1b ist aus einem Dampf-aktivierten Kohlenstoff oder Alkali-aktivierten Kohlenstoff hergestellt, dessen spezifische Ober­ fläche im Bereich von 100 bis 3000 m2/g liegt. Der Kohlenstoff kann z. B. BAC-PW (Handelsname) sein, hergestellt von Kureha Chemical Industry Co., Ltd. Die positive Festelektrode 1b wird hergestellt durch Formen des Kohlenstoffs zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 20 mm und hat ein Gewicht von 100 mg.
Die elektrolytische Lösung enthält Propylencarbonatlösung von Lithium­ tetrafluorborat (LiBF4) und hat eine Konzentration von 1 Mol/Liter. Jedoch ist die elektrolytische Lösung nicht auf obige Lösung beschränkt, und sie kann eine andere bekannte elektrolytische Lösung enthalten, z. B. eine Propylencarbonatlösung von Lithiumhexafluorphosphat (LiPF6).
Fig. 4 zeigt eine Lade- und Entladekurve der Potentiale der Elektroden, gemessen durch einen Dreielektrodenprozeß unter Verwendung einer Lithiumelektrode als Referenzelektrode, wobei die Kurve aufgetragen ist, wenn der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung unter den gleichen Bedingungen geladen wurde wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß beim Entladebeginn des elektrochemi­ schen Kondensators nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung kein scharfer Spannungsabfall an der positiven Elektrode auftrat, und der elektrochemische Kondensator in der Lage ist, eine große elektrische Energiemenge zu entladen.
Die elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und dem Vergleichsbeispiel wurden mit dem konstanten Strom und der konstanten Spannung unter den gleichen Bedingungen wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve geladen, und es wurden verschiedene Eigenschaften gemessen. Die gemessenen Eigenschaften der elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und nach dem Vergleichsbeispiel sind in der unten gezeigten Tabelle 1 ange­ geben, und ihre Lade- und Entladekurven sind in Fig. 5 gezeigt.
Tabelle 1
Eine Rückschau auf Tabelle 1 zeigt, daß der elektrochemische Kondensa­ tor nach der ersten Ausführung eine größere elektrische Energiemenge entladen kann als der elektrochemische Kondensator nach dem Ver­ gleichsbeispiel. Die Überprüfung von Fig. 5 zeigt, daß, weil der elek­ trochemische Kondensator nach der ersten Ausführung keinen scharfen Spannungsabfall unmittelbar nach seinem Entladebeginn zeigt, die Zeitdauer, über die der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine hohe Spannung erzeugen kann, länger ist als die Zeit­ dauer, über die der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichs­ beispiel eine hohe Spannung erzeugen kann.
Der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung und ein herkömmlicher elektrochemischer Kondensator wurden mit konstantem Strom und konstanter Spannung wie folgt geladen: Jeder elektroche­ mische Kondensator wurde mit einem konstanten Strom von 5 mA geladen, und nachdem die Ladespannung 2,5 V erreicht hatte, wurde der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel mit kon­ stanter Spannung von 2,5 V über 2 Stunden geladen. Der herkömmliche elektrochemische Kondensator ist ein elektrischer Doppelschichtkon­ densator, der den gleichen körperlichen Aufbau hat wie der in Fig. 1 gezeigte. In dem herkömmlichen elektrochemischen Kondensator ist jede der Festelektroden 1a, 1b hergestellt durch Formen von Aktivkohle (BAC- PW (Handelsname), hergestellt von Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 20 mm. Jede der Festelektroden 1a, 1b hat ein Gewicht von 100 mg.
Eine Eigenschaft der elektrochemischen Kondensatoren ist in der folgen­ den Tabelle 2 angegeben, und ihre Lade- und Entladekurven sind in Fig. 6 gezeigt. Fig. 6 zeigt auch die Lade- und Entladekurve (siehe Fig. 5) des elektrochemischen Kondensators nach dem Vergleichsbeispiel.
Tabelle 2
Tabelle 1 zeigt, daß der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine größere elektrische Energiemenge entladen kann als der herkömmliche elektrochemische Kondensator (ein elektrischer Doppel­ schichtkondensator). Während aus Fig. 5 ersichtlich ist, daß die Zeit­ dauer, über die der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine hohe Spannung erzeugen kann, länger ist als die Zeit­ dauer, über die der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichs­ beispiel eine hohe Spannung erzeugen kann, ist auch die Zeitdauer, über die der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine hohe Spannung erzeugen kann, ebenfalls länger als die Zeitdauer, über die der herkömmliche elektrochemische Kondensator (der elektrische Doppelschichtkondensator) eine hohe Spannung erzeugen kann.
Zweite Ausführung:
Ein elektrischer Kondensator nach einer zweiten Ausführung hat die in Fig. 1 gezeigte Struktur und wird in der gleichen Weise hergestellt wie der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung, außer daß das Lithiumvanadiumoxid vom in der ersten Ausführung benutzten LiV3O8 ausgetauscht wurde gegen LiV2O5, das ein Gemisch von tetrava­ lentem Vanadium und pentavalentem Vanadium enthält.
Der elektrochemische Kondensator nach der zweiten Ausführung wurde mit dem konstanten Strom bei der konstanten Spannung unter den gleichen Bedingungen geladen wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve, und es wurden verschiedene Eigenschaften gemessen. Die gemessenen Eigenschaften der elektrochemischen Kondensatoren nach der zweiten Ausführung, zusammen mit den Eigenschaften des elektrochemischen Kondensators nach der ersten Ausführung, welche die gleichen sind wie die numerischen Werte in Tabelle 1), sind in der unten gezeigten Tabelle 3 angegeben.
Dritte Ausführung:
Ein elektrochemischer Kondensator nach einer dritten Ausführung hat die in Fig. 1 gezeigte Struktur und wird in der gleichen Weise hergestellt wie der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung, außer, daß das Lithiumvanadiumoxid vom in der ersten Ausführung benutzten LiV3O8 gegen Li2V2O5 ausgetauscht wurde, das tetravalentes Vanadium enthält.
Der elektrochemische Kondensator nach der dritten Ausführung wurde mit dem konstanten Strom bei der konstanten Spannung unter den gleichen Bedingungen wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve geladen, und es wurden verschiedene Eigenschaften gemessen. Die gemessenen Eigenschaften der elektrochemischen Kon­ densatoren nach der dritten Ausführung, zusammen mit den Eigenschaf­ ten des elektrochemischen Kondensators nach der ersten Ausführung (die die gleichen sind wie die numerischen Werte in Tabelle 1) sind in der unten gezeigten Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß der elektrochemische Kondensator nach der zweiten Ausführung, der LiV2O5 verwendet, das ein Gemisch von tetravalentem Vanadium und pentavalentem Vanadium als Lithiumvana­ diumoxid enthält, und der elektrochemische Kondensator nach der dritten Ausführung, der Li2V2O5 verwendet, das tetravalentes Vanadium als Lithiumvanadiumoxid enthält, zeigen die gleichen Eigenschaften wie der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung, der LiV3O8 verwendet, das pentavalentes Vanadium enthält.
In jeder der obigen Ausführungen hat der elektrochemische Kondensator die in Fig. 1 gezeigte körperliche Struktur. Jedoch ist der elektroche­ mische Kondensator nach der vorliegenden Erfindung nicht auf die in Fig. 1 gezeigte körperliche Struktur beschränkt, sondern kann andere Strukturen haben, einschließlich einer Struktur, bei der eine Mehrzahl positiver und negativer Elektrodenelemente, jeweils mit einer an einem Stromaufnehmer angeordneten polarisierten Elektrode abwechselnd mit dazwischen angeordneten Separatoren aufeinandergeschichtet sind, und wobei von den Stromaufnehmern kommende Leiter mit positiven und negativen Verbindungsanschlüssen verbunden sind.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung gezeigt und im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, daß ver­ schiedene Änderungen und Modifikationen darin erfolgen können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Ein elektrolytischer Kondensator besitzt ein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist. Das positive und das negative Elektrodenelement sind einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet. Das positive und das negative Elektrodenelement sind, gemeinsam mit einer elektrolytischen Lösung, in dem Gehäuse aufgenommen. Die Festelektrode des negativen Elektrodenelements ist aus Lithiumvanadiumoxid und einem elektrisch leitfähigen Füller hergestellt, und die Festelektrode des positiven Elek­ trodenelements ist aus Aktivkohle hergestellt.

Claims (6)

1. Elektrochemischer Kondensator, umfassend:
ein Gehäuse; und
ein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist, wobei das positive und das negative Elektrodenelement einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet sind, wobei das positive und das negative Elektrodenelement, zusammen mit einer elektrolytischen Lösung, in dem Gehäuse aufgenommen sind;
wobei die Festelektrode des negativen Elektrodenelements aus Lithiumvanadiumoxid und einem elektrisch leitfähigen Füller hergestellt ist, wobei die Festelektrode des positiven Elektroden­ elements aus Aktivkohle hergestellt ist.
2. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei das Lithiumvanadiumoxid zumindest ein Oxid aufweist, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus LiV3O8, LiV2O5 Und Li2V2O5 besteht.
3. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei der elektrisch leitfähige Füller im Bereich von 3 bis 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Festelektrode vorliegt.
4. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei die Aktivkohle eine spezifische Oberfläche im Bereich von 100 bis 3000 m2/g aufweist.
5. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei die elektrolytische Lösung eine Propylencarbonatlösung von LiBF4 oder LiPF6 enthält.
6. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 5, wobei die elektrolytische Lösung eine Konzentration im Bereich von 0,5 bis 1,5 Mol/Liter aufweist.
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