JP2002299185A - Method of manufacturing activated carbon cloth, activated carbon cloth and electric double-layer capacitor using the same - Google Patents

Method of manufacturing activated carbon cloth, activated carbon cloth and electric double-layer capacitor using the same

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JP2002299185A
JP2002299185A JP2001105764A JP2001105764A JP2002299185A JP 2002299185 A JP2002299185 A JP 2002299185A JP 2001105764 A JP2001105764 A JP 2001105764A JP 2001105764 A JP2001105764 A JP 2001105764A JP 2002299185 A JP2002299185 A JP 2002299185A
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JP
Japan
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activated carbon
cloth
carbon cloth
cellulosic
temperature
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Application number
JP2001105764A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Rokusha
慎一 六車
Hiroyuki Oki
弘之 大木
Nozomi Sugo
望 須郷
Hideji Iwasaki
秀治 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a low-cost cellulose cloth for manufacturing an activated carbon cloth on an industrial scale, and to use the activated carbon cloth as an electrode material for capacitor. SOLUTION: A cellulose cloth is heat-treated under vacuum, and after that, the cellulose cloth is activated with oxidizing gas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、活性炭布の製造方
法、活性炭布及びそれを用いた電気二重層キャパシタに
関する。
The present invention relates to a method for producing an activated carbon cloth, an activated carbon cloth, and an electric double layer capacitor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、バックアップ電源、補助電源とし
て電気二重層キャパシタが注目を集めており、活性炭の
電気二重層キャパシタの電極としての性能に着目した開
発が広くなされている。活性炭を分極性電極として使用
した電気二重層キャパシタは静電容量に優れるため、エ
レクトロニクス分野の発展と共に、需要も急成長してい
る。また、最近では、従来のメモリーバックアップ電源
等の小型化に加え、モーター等の補助電源に使われるよ
うな大容量製品の開発も行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, electric double layer capacitors have attracted attention as a backup power supply and an auxiliary power supply, and the development of activated carbon as an electrode of the electric double layer capacitor has been widely performed. An electric double layer capacitor using activated carbon as a polarizable electrode has excellent capacitance, and the demand is rapidly growing with the development of the electronics field. Recently, in addition to miniaturization of conventional memory backup power supplies and the like, large-capacity products used for auxiliary power supplies such as motors have been developed.

【0003】電気二重層キャパシタの原理は古くから知
られていたが、実際にデバイスとして使用され始めたの
は近年に至ってからである。電気二重層キャパシタの静
電容量は、電気二重層が形成される分極性電極の表面
積、単位面積当たりの電気二重層容量や電極の抵抗等に
よって主に支配されている。実用面では、単位体積当た
りの静電容量を高くし、電気二重層キャパシタの体積を
小さくするために、電極自体の密度を高めることも重要
である。
[0003] Although the principle of the electric double layer capacitor has been known for a long time, it has only recently been started to use it as a device. The capacitance of the electric double layer capacitor is mainly controlled by the surface area of the polarizable electrode on which the electric double layer is formed, the electric double layer capacitance per unit area, the resistance of the electrode, and the like. In practical terms, it is also important to increase the density of the electrodes themselves in order to increase the capacitance per unit volume and reduce the volume of the electric double layer capacitor.

【0004】従来、電気二重層キャパシタ向け活性炭と
しては、(1)樹脂材料、椰子殻、ピッチ及び石炭など
を水蒸気、ガスなどの酸性条件下で賦活した活性炭(大
容量キャパシタ技術と材料、シーエムシー社刊行(19
98) 参照)、(2)フェノール繊維布、ピッチ繊維
布を炭化賦活した活性炭繊維布(特開昭64−8251
4号公報)、(3)フェノール樹脂発泡体を炭化、賦活
することにより得られる活性炭成形体(特開平2−29
7915号公報)、(4)セルロース系活性炭素繊維
(特開昭58−206116号公報)などが知られてい
る。
Conventionally, as activated carbon for electric double layer capacitors, (1) activated carbon obtained by activating resin material, coconut shell, pitch, coal, etc. under acidic conditions such as steam and gas (large capacity capacitor technology and materials, CMC Published by the company (19
98)), (2) Activated carbon fiber cloth obtained by carbonizing phenol fiber cloth and pitch fiber cloth (Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-8251).
No. 4) and (3) an activated carbon molded product obtained by carbonizing and activating a phenolic resin foam (JP-A-2-29)
No. 7915) and (4) Cellulosic activated carbon fiber (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-206116).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、キャ
パシタ用の電極としては、高い静電容量且つ低抵抗が要
望されている。しかしながら、(1)の方法で得られた
活性炭を使用した場合、近年の技術革新により高い静電
容量を示すものも得られてきているが、粉末状の活性炭
をテフロン(登録商標)系のバインダーで成型するた
め、必然的に抵抗が高くなる。また、(2)のフェノー
ル繊維布、ピッチ繊維布を炭化賦活した活性炭繊維布で
は、他の汎用の活性炭に比べて高価であること、現在の
炭化・賦活技術では厚み・目付(g/m2)のバラツキ
が比較的大きいことなどが欠点である。
As described above, high capacitance and low resistance are required for electrodes for capacitors. However, in the case where the activated carbon obtained by the method (1) is used, one having a high capacitance has been obtained due to recent technical innovation. However, powdered activated carbon is converted to a Teflon (registered trademark) -based binder. Because of the molding, the resistance necessarily increases. Further, phenol fiber cloth (2), the pitch fiber cloth activated carbon fiber cloth carbonized activated, it is expensive compared to other general-purpose activated carbon, Thickness in the current carbonization and activation technology basis weight (g / m 2 The disadvantage is that the variation in ()) is relatively large.

【0006】さらに、(3)の方法では、比表面積を上
げることが困難であり、そして、(4)の方法では、熱
処理に1500℃と非常に高温を要し、しかも、水蒸気
等により賦活を試みると、収率が低く、その上、布の収
縮による亀裂、しわが発生し、大面積のものを得ること
ができない。セルロース系活性炭素繊維に関しては、特
開2001−40548号公報に、炭酸マグネシウムを
5重量%以上含んだ炭酸カルシウムとともに焼成する方
法も開示されているが、この方法でも、昇温速度10℃
/hr以下で1週間以上の時間をかけて800℃以上に
焼成するなど、現実的な速度で生産できない問題点があ
る。
In the method (3), it is difficult to increase the specific surface area. In the method (4), the heat treatment requires a very high temperature of 1500 ° C., and the activation is activated by steam or the like. If attempted, the yield is low, and furthermore, cracks and wrinkles are generated due to shrinkage of the cloth, and a large area cannot be obtained. Regarding the cellulosic activated carbon fiber, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-40548 also discloses a method of firing with calcium carbonate containing 5% by weight or more of magnesium carbonate.
However, there is a problem that the production cannot be performed at a realistic speed, such as firing at 800 ° C. or more at a rate of not more than / hr over one week or more.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、比表面積
及び静電容量に優れ、しかも安価に製造することのでき
る活性炭布を製造する方法について検討し、一旦真空下
で熱処理して得たセルロース系布を賦活処理することに
よって、目的とする活性炭布を得ることができることを
見出し、本発明に至った。すなわち本発明は、真空下、
500℃以上1400℃以下の温度にて加熱処理したセ
ルロース系布を賦活処理することを特徴とするセルロー
ス系活性炭布の製造方法である。
Means for Solving the Problems The present inventors have studied a method for producing an activated carbon cloth which is excellent in specific surface area and capacitance, and which can be produced at low cost. It has been found that a desired activated carbon cloth can be obtained by activating the cellulose-based cloth thus obtained, and the present invention has been achieved. That is, the present invention, under vacuum,
A method for producing a cellulosic activated carbon cloth, comprising activating a cellulosic cloth heat-treated at a temperature of 500 ° C. or more and 1400 ° C. or less.

【0008】本発明のもう一つの発明はこの製造方法に
より得られた活性炭布である。また、本発明の別の発明
は、この製造方法により得られた活性炭布を使用した電
気二重層キャパシタ用電極材である。
[0008] Another aspect of the present invention is an activated carbon cloth obtained by this production method. Another aspect of the present invention is an electrode material for an electric double layer capacitor using the activated carbon cloth obtained by this manufacturing method.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明で使用するセルロース系布
としては、木綿、麻等の天然セルロース繊維、ビスコー
スレーヨン、銅アンモニアレーヨン、溶剤紡糸レーヨ
ン、トリアセテート繊維などの人造セルロース繊維から
なる布をあげることができる。なかでも、木綿は入手が
容易で、織りやすく、炭化したときの強度にも優れてい
る点で好ましいセルロース系布である。セルロース系布
には、平織り、綾織り、繻子織り等種々の織り方による
布があるが、強度的な点及び面内の均一性の点で平織り
布が好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the cellulosic cloth used in the present invention, a cloth made of artificial cellulosic fibers such as cotton, hemp and the like, viscose rayon, cuprammonium rayon, solvent spun rayon, triacetate fiber and the like is used. I can give it. Among them, cotton is a preferred cellulosic cloth because it is easily available, easy to weave, and has excellent strength when carbonized. As the cellulosic cloth, there are cloths of various weaves such as plain weave, twill weave and satin weave, but plain weave cloth is preferable in terms of strength and in-plane uniformity.

【0010】本発明では、先ずセルロース系布に真空下
加熱処理を行なう。これによって、原料布が炭化、一部
賦活され、炭素繊維にミクロンオーダーのミクロポアが
形成されると共に、引っ張り強度に優れ、摩擦強度の高
い布を得ることができる。
In the present invention, first, the cellulose-based cloth is subjected to a heat treatment under vacuum. As a result, the raw material cloth is carbonized and partially activated, micropores on the order of microns are formed in the carbon fibers, and a cloth having excellent tensile strength and high friction strength can be obtained.

【0011】本発明における真空下とは、大気圧より低
い気圧であり、通常は500Torr以下である。30
0Torr以下、より好ましくは100Torr以下で
実施すると、セルロース系布の燃焼を抑制することがで
き、また、繊維より揮発するタール分の蒸発除去を容易
にすることができるので好ましい。
In the present invention, the term "under vacuum" refers to a pressure lower than the atmospheric pressure, and is usually 500 Torr or less. 30
It is preferable to carry out the process at 0 Torr or less, more preferably at 100 Torr or less, because it is possible to suppress the burning of the cellulosic fabric and to facilitate the evaporation and removal of tar components volatilized from the fibers.

【0012】本発明における加熱温度としては、あまり
低いと、目的とする炭化反応が不十分であり、その結
果、その後の賦活処理に熱的に耐え得る炭化物を得るこ
とが困難であり、一方、あまり高いと、副反応である熱
分解反応の進行度合いが大きくなり、その結果、炭化
物、さらには最終的に得られる活性炭の収率が低くなる
ことがあるので、500℃以上1400℃以下、生成す
る炭化繊維の強度を考慮すると、500℃以上1000
℃以下で実施するのが好ましい。
If the heating temperature in the present invention is too low, the desired carbonization reaction is insufficient, and as a result, it is difficult to obtain a carbide that can thermally withstand the subsequent activation treatment. If the temperature is too high, the degree of progress of the thermal decomposition reaction, which is a side reaction, increases, and as a result, the yield of carbides, and finally the activated carbon finally obtained, may decrease. Considering the strength of the carbonized fiber to be
It is preferably carried out at a temperature of not more than ° C.

【0013】加熱処理における昇温速度は特に制限され
ないが、急激な温度上昇によって繊維の急激な収縮が起
こる恐れがあること、それに伴う繊維布の歪みが生ずる
ことを考慮し、毎分0.01℃以上100℃以下で実施
するのが好ましい。さらに、経済性、操作性を考慮し
て、毎分0.1℃以上50℃以下の昇温速度で実施する
のが好ましい。最高到達時の保持時間も特に制限される
ものではないが、通常1分以上10時間以下、好ましく
は5分以上5時間以下で実施するのが好ましい。
The rate of temperature rise in the heat treatment is not particularly limited. However, considering that there is a possibility that a sudden rise in temperature may cause sudden shrinkage of the fiber and a resulting distortion of the fiber cloth, the rate of heating may be reduced to 0.01 mm / min. It is preferable to carry out at a temperature of not less than 100 ° C and not more than 100 ° C. Further, in consideration of economy and operability, it is preferable to perform the heating at a rate of 0.1 ° C. or more and 50 ° C. or less per minute. Although the holding time at the time of reaching the maximum is not particularly limited, it is usually performed for 1 minute to 10 hours, preferably 5 minutes to 5 hours.

【0014】本発明では、以上の加熱処理に続いて賦活
処理を行なう必要がある。賦活処理工程へ移行するに
は、先の真空下加熱工程から、一旦冷却した後、賦活処
理に移行しても、連続的に移行しても構わない。賦活処
理の雰囲気は、酸化性ガス雰囲気とするのが好ましい。
使用する酸化性ガスとしては、水蒸気、二酸化炭素及び
それらの混合ガス、燃焼ガスなどを使用することがで
き、これらの成分比率は特に限定されるものではない。
In the present invention, it is necessary to perform an activation treatment subsequent to the above-mentioned heat treatment. In order to shift to the activation treatment step, the cooling step may be performed once after cooling from the previous heating step under vacuum, or may be successively shifted to the activation treatment step. The atmosphere for the activation treatment is preferably an oxidizing gas atmosphere.
As the oxidizing gas to be used, steam, carbon dioxide, a mixed gas thereof, a combustion gas and the like can be used, and the ratio of these components is not particularly limited.

【0015】賦活温度は特に制限されるものではなく、
これによって、比表面積を制御することができる。通常
は、600℃以上1500℃以下、得られるセルロース
系活性炭布の炭素収率、強度を考慮して、800℃以上
1200℃以下の範囲で実施するのが好ましい。
The activation temperature is not particularly limited.
Thereby, the specific surface area can be controlled. Usually, it is preferably carried out in the range of 800 ° C. to 1200 ° C. in consideration of the carbon yield and strength of the obtained cellulose-based activated carbon cloth.

【0016】賦活温度に達するまでの昇温速度として
は、特に制限されるものではない。しかし、急激な昇温
は、繊維布の収縮に伴う歪み等を起こすため、通常毎分
0.01℃から50℃の範囲、より好ましくは毎分0.
1℃から30℃の範囲で実施される。
The rate of temperature rise up to the activation temperature is not particularly limited. However, a sudden rise in temperature causes distortion or the like due to shrinkage of the fiber cloth, so that it is usually in the range of 0.01 ° C. to 50 ° C. per minute, more preferably 0.1 ° C. per minute.
It is performed in the range of 1 ° C to 30 ° C.

【0017】賦活時の酸化性ガスの流速(線速度)とし
ては、使用する反応設備によって異なることは言うまで
もないが、通常毎秒0.001mから200mの範囲、
経済性、熱伝達を考慮して、毎秒0.01mから100
mの範囲とするのが好ましい。
It goes without saying that the flow rate (linear velocity) of the oxidizing gas at the time of activation differs depending on the reaction equipment used, but it is usually in the range of 0.001 m to 200 m per second.
Considering economy and heat transfer, 0.01m to 100m per second
It is preferred to be within the range of m.

【0018】賦活温度から降温するときの降温速度も特
に制限されるものではなく、放冷することも、強制的に
冷却することも可能である。バッチ式において、冷却す
る場合には、通常毎分0.01℃から100℃の範囲、
より好ましくは、0.1℃から50℃の範囲で冷却さ
れ、連続の場合もほぼ同様の温度で冷却する。冷却時に
は、賦活ガス雰囲気下でも、窒素、アルゴンなどの不活
性雰囲気下でも行なうことができるが、安全性を考慮し
て、また、得られる活性炭布の酸化を抑制するために、
不活性ガス雰囲気下で実施することが好ましい。
The rate of temperature decrease when the temperature is lowered from the activation temperature is not particularly limited, and it is possible to allow cooling or forced cooling. In the batch method, when cooling, usually in the range of 0.01 ° C to 100 ° C per minute,
More preferably, it is cooled in the range of 0.1 ° C. to 50 ° C., and in the case of continuous cooling at substantially the same temperature. At the time of cooling, it can be performed under an activation gas atmosphere or under an inert atmosphere such as nitrogen or argon, but in consideration of safety, and in order to suppress oxidation of the obtained activated carbon cloth,
It is preferable to carry out under an inert gas atmosphere.

【0019】本発明により得られたセルロース系活性炭
布をキャパシタの電極として使用するには、活性炭布を
そのまま使用すればよいが、活性炭布と集電極を張り合
わせて使用してもよい。
In order to use the cellulosic activated carbon cloth obtained according to the present invention as an electrode of a capacitor, the activated carbon cloth may be used as it is, but the activated carbon cloth and the collecting electrode may be bonded together.

【0020】キャパシタに使用される集電極としては、
キャパシタの溶媒にプロピレンカーボネート等の有機極
性溶媒を使用する場合はアルミ箔が適しており、硫酸等
の水系の溶媒の場合には黒鉛粉末の成形シートを使用す
るのが適している。本発明の活性炭布とアルミ箔等の集
電極を貼り合わせるには、活性炭布の熱ローラープレス
工程において同時に加工することもできるし、熱硬化性
樹脂にグラファイトなどの導電材を練りこんだ導電性ペ
ーストを介して熱接着することも出来る。
The collector electrodes used for the capacitors include:
When an organic polar solvent such as propylene carbonate is used as the solvent for the capacitor, an aluminum foil is suitable. When an aqueous solvent such as sulfuric acid is used, a molded sheet of graphite powder is suitable. To bond the activated carbon cloth of the present invention to a collector electrode such as an aluminum foil, the activated carbon cloth can be simultaneously processed in a hot roller pressing step, or a conductive material obtained by kneading a conductive material such as graphite into a thermosetting resin. Heat bonding can also be performed via a paste.

【0021】本発明で使用される電解液としては、水
系、非水系有機溶媒系のいずれも使用することが出来
る。非水系有機溶媒系電解液における溶媒としては非プ
ロトン性でかつ高誘導電率のものが用いられる。例え
ば、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジ
メチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニ
トリル、エチレンカーボネート、テトラヒドロフラン、
ジメトキシエタン等である。これらの非水系有機溶媒系
は一種又は二種以上を混合して用いることも出来る。
As the electrolytic solution used in the present invention, any of an aqueous system and a non-aqueous organic solvent system can be used. As a solvent in the non-aqueous organic solvent-based electrolyte, an aprotic solvent having a high induced electric power is used. For example, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, acetonitrile, ethylene carbonate, tetrahydrofuran,
Dimethoxyethane and the like. These non-aqueous organic solvent systems may be used alone or in combination of two or more.

【0022】これらの非水系有機溶媒系において、電解
質としては陽イオンと陰イオンの塩が使用される。ここ
で用いられる陰イオンとしては、例えば、過塩素酸イオ
ン、4フッカ化ホウ素イオン、6フッカ化リンイオン、
6フッカ化ヒ素イオン等である。陽イオンとしては、リ
チウムイオン、ナトリウムイオンなどの金属イオン、テ
トラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、
トリメチルエチルアンモニウム、トリエチルメチルアン
モニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、N,N−ジ
メチルピロリジニウム、N,N−ジエチルピロリジニウ
ム、 N,N−ジメチルピペリジニウム、 N,N−ジエ
チルピペリジニウムなどの第4級アンモニウムなどを使
用することができる。また、本発明において使用される
水系の電解液としては塩化ナトリウム水溶液、水酸化ナ
トリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、塩酸、硫酸水
溶液 等を使用することが出来る。
In these non-aqueous organic solvent systems, salts of cations and anions are used as the electrolyte. Examples of the anion used here include a perchlorate ion, a boron tetrafluoride ion, a phosphorus hexafluoride ion,
Arsenic hexafluoride ion and the like. As the cation, lithium ion, metal ion such as sodium ion, tetramethylammonium, tetraethylammonium,
Trimethylethylammonium, triethylmethylammonium, diethyldimethylammonium, N, N-dimethylpyrrolidinium, N, N-diethylpyrrolidinium, N, N-dimethylpiperidinium, N, N-diethylpiperidinium, etc. Quaternary ammonium and the like can be used. Further, as the aqueous electrolyte used in the present invention, an aqueous solution of sodium chloride, an aqueous solution of sodium hydroxide, an aqueous solution of potassium hydroxide, an aqueous solution of hydrochloric acid, an aqueous solution of sulfuric acid and the like can be used.

【0023】電解液中の電解質の濃度は特に限定しない
が、有機非水系極性溶媒の場合には0.5〜3M/L
(モル/リットル)が好ましく、1〜2 M/Lとする
のがより好ましい。水系電解液の場合には電解質の濃度
は20%〜40%にするのがよい。
The concentration of the electrolyte in the electrolyte is not particularly limited, but in the case of an organic non-aqueous polar solvent, it is 0.5 to 3 M / L.
(Mol / liter), more preferably 1-2 M / L. In the case of an aqueous electrolyte, the concentration of the electrolyte is preferably 20% to 40%.

【0024】本発明のセルロース系布を電極としたキャ
パシタの概略図を図1に示す。1及び2は集電極、3及
び4は活性炭布からなる分極性電極、5はポリプロピレ
ン不織布などから構成されるセパレーター、6はステン
レスなどの素材で構成される蓋である。なお、本発明に
おいて、静電容量は次の方法により測定した。
FIG. 1 is a schematic view of a capacitor using the cellulosic cloth of the present invention as an electrode. Reference numerals 1 and 2 denote collector electrodes, reference numerals 3 and 4 denote polarizable electrodes made of activated carbon cloth, reference numeral 5 denotes a separator composed of a polypropylene nonwoven fabric, and reference numeral 6 denotes a lid composed of a material such as stainless steel. In the present invention, the capacitance was measured by the following method.

【0025】静電容量の測定:到達電圧2.5Vまで、
電極の単位表面積(cm2)あたり、3mAで低電流充電
し、2.5Vで30分低電圧下補充電する。補充電完了
後、3mA/ cm2で放電する。その時1.2Vから
1.0Vまでの放電傾きから静電容量を求めた。以下、
実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
Measurement of capacitance: up to 2.5 V
Low current charging is performed at 3 mA per unit surface area (cm 2 ) of the electrode, and supplementary charging is performed at 2.5 V for 30 minutes under low voltage. After completion of the supplementary charge, the battery is discharged at 3 mA / cm 2 . At that time, the capacitance was determined from the discharge gradient from 1.2 V to 1.0 V. Less than,
EXAMPLES The present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0026】[0026]

【実施例】参考例1:真空熱処理による炭化布の調整 原料布として、厚さ0.5mmの市販の平織り木綿布
(糸は2本撚りしたもので、太さは約15μm)を用
い、これを200mm角に裁断した後、ステンレス製
(SUS310S)の金網に挟んで固定した後、炭化炉
に入れ、炭化炉内を10T0rrに減圧した。減圧後、
炉内温度850℃まで、毎分3℃で昇温し、850℃到
達後、1時間保持した。1時間後、毎分5℃で冷却し、
50℃まで冷却したところで、窒素を導入して、得られ
た炭化布を取り出した。原料布に対する炭化布の重量収
率は45重量%であった。
Reference Example 1: Preparation of carbonized cloth by vacuum heat treatment As a raw material cloth, a commercially available plain-woven cotton cloth (thickness of about 15 μm with a twist of two yarns) having a thickness of 0.5 mm was used. Was cut into a 200 mm square, and fixed by being sandwiched between stainless steel (SUS310S) wire meshes, and then placed in a carbonization furnace, and the pressure in the carbonization furnace was reduced to 10 T0 rr. After decompression,
The temperature was raised at a rate of 3 ° C. per minute to a furnace temperature of 850 ° C., and after the temperature reached 850 ° C., the temperature was maintained for 1 hour. After 1 hour, cool at 5 ° C per minute,
After cooling to 50 ° C., nitrogen was introduced to take out the obtained carbonized cloth. The weight yield of the carbonized cloth relative to the raw cloth was 45% by weight.

【0027】実施例1 参考例1で得られた炭化布10gをLPG燃焼賦活炉に
入れ、毎分50℃で昇温し、LPG燃焼ガス毎分1mの
流速下、930℃にて15分間賦活処理を行なった。賦
活終了後、活性炭布を速やかに窒素気流下に移し、冷却
した。賦活布の炭化布に対する繊維長収縮率は18%で
あり、収縮斑、皺等は見られなかった。得られた活性炭
布の炭化布からの重量収率、窒素吸着量で測定したBE
T比表面積を表1に示す。賦活布には収縮斑、皺は認め
られなかった。
Example 1 10 g of the carbonized cloth obtained in Reference Example 1 was placed in an LPG combustion activation furnace, heated at 50 ° C./min, and activated at 930 ° C. for 15 minutes at a flow rate of 1 m / min of LPG combustion gas. Processing was performed. After the activation was completed, the activated carbon cloth was quickly moved under a nitrogen stream and cooled. The fiber length shrinkage ratio of the activated cloth to the carbonized cloth was 18%, and no shrinkage spots, wrinkles, etc. were observed. BE obtained by measuring the weight yield of the obtained activated carbon cloth from the carbonized cloth and the nitrogen adsorption amount
Table 1 shows the T specific surface area. No spots or wrinkles were observed on the activated cloth.

【0028】得られた活性布を、打ち抜き器を用いて直
径2cmの円形に成形した。次いで、150℃、減圧下
4時間乾燥してシート状の電極を作製した。これを、露
点−80℃以下のグローブボックス中で、図1に示すよ
うに、ステンレス蓋に、集電極、分極性電極、ポリプロ
ピレン不織布、分極性電極、及び集電極を積層した後、
1Mのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレー
トを含有するプロピレンカーボネート溶液を分極性電極
に含浸せしめ、ポリプロピレン製の絶縁ガスケットを用
いて、ステンレス上蓋にかしめ封印した。
The obtained activated cloth was formed into a circular shape having a diameter of 2 cm using a punching machine. Next, it was dried at 150 ° C. under reduced pressure for 4 hours to produce a sheet-like electrode. In a glove box having a dew point of −80 ° C. or less, as shown in FIG. 1, after stacking a collecting electrode, a polarizable electrode, a polypropylene nonwoven fabric, a polarizable electrode, and a collecting electrode on a stainless steel lid,
A polarizable electrode was impregnated with a propylene carbonate solution containing 1 M tetraethylammonium tetrafluoroborate, and was caulked and sealed on a stainless steel upper lid using an insulating gasket made of polypropylene.

【0029】日置電機製電気二重層キャパシタ評価装置
を使用して、室温下、2.5Vまでの定電流、充放電サ
イクルテスト10回を行い、静電容量及び内部抵抗を測
定した。放電カーブより定法にて求めた静電容量の平均
値は、22F/CCであった。静電容量及び内部抵抗の
結果を表1に併せて示す。
Using a Hioki Electric Double Layer Capacitor Evaluation Apparatus, a constant current up to 2.5 V and 10 charge / discharge cycle tests were performed at room temperature to measure the capacitance and the internal resistance. The average value of the capacitance obtained from the discharge curve by an ordinary method was 22 F / CC. The results of the capacitance and the internal resistance are also shown in Table 1.

【0030】実施例2 実施例1において、賦活時間を20分とした以外は、実
施例1と同様に行った。結果を表1に示す。賦活布には
収縮斑、皺は認められなかった。
Example 2 Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the activation time was changed to 20 minutes. Table 1 shows the results. No spots or wrinkles were observed on the activated cloth.

【0031】実施例3 実施例1において、賦活時間を30分とした以外は、実
施例1と同様に行った。結果を表1に示す。賦活布には
収縮斑、皺は認められなかった。
Example 3 Example 3 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the activation time was changed to 30 minutes. Table 1 shows the results. No spots or wrinkles were observed on the activated cloth.

【0032】比較例1 参考例1で使用した市販の平織り綿布10gを、真空下
での加熱処理をすることなく直接LPG燃焼賦活炉に入
れ、毎分50℃で昇温し、LPG燃焼ガス毎分1mの流
速下、930℃にて15分間賦活処理を行なった。賦活
終了後、活性炭布を速やかに窒素気流下に移し、冷却し
た。賦活布の炭化布に対する重量収率は10重量%であ
った。また、繊維長収縮率は60%であり、収縮斑、皺
が激しく、その後のキャパシタ性能評価に供することが
できなかった。
Comparative Example 1 10 g of the commercially available plain woven cotton cloth used in Reference Example 1 was directly put into an LPG combustion activation furnace without performing heat treatment under vacuum, and the temperature was raised at 50 ° C. per minute to obtain a LPG combustion gas. The activation treatment was carried out at 930 ° C. for 15 minutes under a flow rate of 1 m. After the activation was completed, the activated carbon cloth was quickly moved under a nitrogen stream and cooled. The weight yield of the activated cloth to the carbonized cloth was 10% by weight. Further, the fiber length shrinkage was 60%, and the shrinkage spots and wrinkles were severe, so that it was not possible to use for subsequent capacitor performance evaluation.

【0033】参考例2:真空熱処理による炭化布の調整 真空下での熱処理温度を1800℃とした以外は、参考
例1と同様に炭化布を作製した。原料布に対する炭化布
の重量収率は30重量%であった。
Reference Example 2: Preparation of carbonized cloth by vacuum heat treatment A carbonized cloth was produced in the same manner as in Reference Example 1, except that the heat treatment temperature under vacuum was 1800 ° C. The weight yield of the carbonized cloth relative to the raw cloth was 30% by weight.

【0034】比較例2 参考例2で得られた炭化布を使用した以外は実施例1と
同様に炭化布を作製した。結果を表1に示す。賦活布に
は収縮斑、皺は認められなかった。
Comparative Example 2 A carbonized cloth was produced in the same manner as in Example 1 except that the carbonized cloth obtained in Reference Example 2 was used. Table 1 shows the results. No spots or wrinkles were observed on the activated cloth.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明により、安価なセルロース系布を
使用して、工業的規模でセルロース系活性炭布を製造す
ることができる。本発明によって得られたセルロース系
活性炭布は、比表面積及び静電容量に優れているので、
電気二重層キャパシタ用分極性電極として有用である。
According to the present invention, a cellulose-based activated carbon cloth can be produced on an industrial scale using an inexpensive cellulose-based cloth. Since the cellulose-based activated carbon cloth obtained by the present invention is excellent in specific surface area and capacitance,
It is useful as a polarizable electrode for an electric double layer capacitor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の活性炭布をキャパシタの電極に適用し
た一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example in which the activated carbon cloth of the present invention is applied to an electrode of a capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 集電極 2 集電極 3 分極性電極 4 分極性電極 5 セパレーター 6 蓋 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Collector electrode 2 Collector electrode 3 Polarized electrode 4 Polarized electrode 5 Separator 6 Lid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 秀治 岡山県倉敷市酒津2045番地の1 株式会社 クラレ内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideharu Iwasaki 2045 Sakura, Kurashiki City, Okayama Prefecture 1 Kuraray Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空下、500℃以上1400℃以下の
温度にて加熱処理したセルロース系布を賦活処理するこ
とを特徴とするセルロース系活性炭布の製造方法。
1. A method for producing a cellulosic activated carbon cloth, comprising activating a cellulosic cloth heat-treated at a temperature of 500 ° C. or more and 1400 ° C. or less under vacuum.
【請求項2】 該賦活処理の温度が600℃以上150
0℃以下である請求項1記載のセルロース系活性炭布の
製造方法。
2. The activation treatment is performed at a temperature of 600 ° C. or higher and 150
The method for producing a cellulosic activated carbon cloth according to claim 1, wherein the temperature is 0C or lower.
【請求項3】 該真空度が500Torr以下である請
求項1又は請求項2に記載のセルロース系活性炭布の製
造方法。
3. The method for producing a cellulosic activated carbon cloth according to claim 1, wherein the degree of vacuum is not more than 500 Torr.
【請求項4】 該賦活処理の雰囲気が酸化性ガスの雰囲
気である請求項1〜3いずれかに記載のセルロース系活
性炭布の製造方法。
4. The method for producing a cellulosic activated carbon cloth according to claim 1, wherein the atmosphere of the activation treatment is an atmosphere of an oxidizing gas.
【請求項5】 該活性炭布の比表面積が800m2/g
以上2200m2/g以下である請求項1〜4いずれか
に記載のセルロース系活性炭布の製造方法。
5. The activated carbon cloth has a specific surface area of 800 m 2 / g.
The method for producing a cellulose-based activated carbon cloth according to any one or more 2200 m 2 / g or less claims 1-4.
【請求項6】 該セルロース系布が木綿である請求項1
〜5いずれかに記載のセルロース系活性炭布の製造方
法。
6. The cellulosic cloth is cotton.
A method for producing a cellulosic activated carbon cloth according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 該木綿が平織り布である請求項7記載の
セルロース系活性炭布の製造方法。
7. The method for producing a cellulosic activated carbon cloth according to claim 7, wherein said cotton is a plain woven cloth.
【請求項8】 請求項1〜7いずれかの製造方法により
得られた活性炭布。
8. An activated carbon cloth obtained by the method according to claim 1.
【請求項9】 請求項1〜7いずれかの製造方法により
得られた活性炭布を使用した電気二重層キャパシタ用電
極材。
9. An electrode material for an electric double layer capacitor using an activated carbon cloth obtained by the method according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012114154A (en) * 2010-11-22 2012-06-14 Institute Of National Colleges Of Technology Japan Method of manufacturing electrode for electric double layer capacitor
JP2013048213A (en) * 2011-07-26 2013-03-07 Sato Komusho:Kk Electric double layer capacitor
JP2014027031A (en) * 2012-07-25 2014-02-06 Sato Komusho:Kk Electric double layer capacitor
JP2016018808A (en) * 2014-07-04 2016-02-01 株式会社佐藤工務所 Polarizable electrode for electric double layer capacitor

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