JP2013171965A - 電気化学素子 - Google Patents
電気化学素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013171965A JP2013171965A JP2012034734A JP2012034734A JP2013171965A JP 2013171965 A JP2013171965 A JP 2013171965A JP 2012034734 A JP2012034734 A JP 2012034734A JP 2012034734 A JP2012034734 A JP 2012034734A JP 2013171965 A JP2013171965 A JP 2013171965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrochemical element
- laminate
- negative electrode
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 6
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 17
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 19
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- ZJHQDSMOYNLVLX-UHFFFAOYSA-N diethyl(dimethyl)azanium Chemical compound CC[N+](C)(C)CC ZJHQDSMOYNLVLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SEACXNRNJAXIBM-UHFFFAOYSA-N triethyl(methyl)azanium Chemical compound CC[N+](C)(CC)CC SEACXNRNJAXIBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- YOMFVLRTMZWACQ-UHFFFAOYSA-N ethyltrimethylammonium Chemical compound CC[N+](C)(C)C YOMFVLRTMZWACQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 125000003003 spiro group Chemical group 0.000 description 2
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical compound C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【課題】電気化学素子の分極性電極表面における電解液の分解を抑制することで、電気化学素子の体積膨張を解消し、静電容量の低下の少ない長期信頼性に優れた電気化学素子を提供する。
【解決手段】活性炭粉末を含む分極性電極を正極または負極の少なくとも一方に用いるとともに、正極と負極との間にセパレータを介在させて巻回または積層してなる電極積層体と、第四級アンモニウム塩またはリチウム塩の群から選ばれる少なくとも一種の電解質を含む非水電解液とを備える電気化学素子1において、押圧手段8、9により100〜400N/cm2の面圧で押圧する。
【選択図】図4
【解決手段】活性炭粉末を含む分極性電極を正極または負極の少なくとも一方に用いるとともに、正極と負極との間にセパレータを介在させて巻回または積層してなる電極積層体と、第四級アンモニウム塩またはリチウム塩の群から選ばれる少なくとも一種の電解質を含む非水電解液とを備える電気化学素子1において、押圧手段8、9により100〜400N/cm2の面圧で押圧する。
【選択図】図4
Description
本発明は、各種電子機器に使用される電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタに代表されるハイブリッドキャパシタ、リチウムイオン電池等の電気化学素子に関するものである。
従来の電気化学素子として、例えば、電気二重層キャパシタは、正極側の分極性電極と負極側の分極性電極とをその間にセパレータを介在させて積層することにより電極積層体を構成し、かつ、この電極積層体に非水電解液を含浸させることにより構成されている。このような電気二重層キャパシタでは、ある電圧で通電を長時間行うとその内部にガスが発生し、発生したガスによって電気二重層キャパシタ内の圧力が上昇する。そして、発生したガスの内部応力によって電極積層体の変形や、電気二重層キャパシタの静電容量あるいはサイクル寿命の低下を引き起こすことが知られている。
一方、電気二重層キャパシタにおいて、電極積層体に所定の面圧を加えることにより、電気二重層キャパシタ内部の電極積層体積層体の密着を保つ技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、前述したような発生したガスの内部応力による電極積層体の変形を抑制することができる。
また、電気化学素子の電極積層体に加える所定の面圧を50N/cm2未満とする技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記のように長時間の使用による容量の低下やサイクル寿命の低下に対する有用な抑制技術はまだ確立されていない。
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電気化学素子の分極性電極の表面における電解液の分解を抑制することで、電気化学素子の体積膨張を解消し、静電容量の低下の少ない長期信頼性に優れた電気化学素子を提供することにある。
本発明の電気化学素子は、上記課題を解決するために、活性炭粉末を含む分極性電極を集電体上に形成した電極を正極または負極の少なくとも一方に用いるとともに、正極と負極との間にセパレータを介在させて巻回または積層してなる電極積層体と、該電極積層体に含浸された非水電解液とを備える電気化学素子であって、前記非水電解液は、第四級アンモニウム塩またはリチウム塩の群から選ばれる少なくとも一種の電解質を含み、前記電極積層体は100〜400N/cm2で押圧されることを特徴とする。
また、前記セパレータは、セルロース繊維を主成分とし、複合材として少なくとも一種のポリオレフィンを含むことが好ましい。
また、前記ポリオレフィンは、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることが好ましい。
本発明によれば、電極積層体を100〜400N/cm2で押圧することにより、従来よりも電極間距離が小さくなり内部抵抗が減少し、電解液分解活性点の利用率が減少して電解液の分解が抑制されると考えられる。したがって、電気化学素子の体積膨張を解消し、静電容量の低下の少ない長期信頼性に優れた電気化学素子を提供することができる。
図1から図4を用いて本発明における実施の形態の一例を説明する。図1から図4を参照して、本実施形態における電気化学素子1は、正極2と、負極3と、セパレータ4とで構成される電極積層体5と、リード端子6と、外装7と、押圧板8と、締結部材9とを具備している。
正極2および負極3には、金属箔からなる集電体の片面または両面に、活性炭粉末を含む分極性電極が形成されている。
活性炭粉末を含む分極性電極は、公知の電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等の電極の製造方法によって製造することができる。例えば、石油ピッチ、コークス、ヤシ殻、フェノール樹脂等から選ばれる原料由来の活性炭に結合材、導電材を加えて構成することができる。
結合材としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルローズ、ポリアクリル酸等が使用されるが、これらの中でポリテトラフルオロエチレンは混練時に繊維状となって活性炭と導電材を強固に結合するとともに、活性炭の細孔を閉塞することが無いことから好ましい。
導電材としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックの導電性カーボンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、炭素繊維、アルミニウム、ニッケル等の金属繊維を用いることができるが、少量で効果的に導電性が向上するケッチェンブラック、アセチレンブラックが特に好ましい。
電極は活性炭、導電材、結合材を公知の方法により成型することで製造される。例えば、活性炭とカーボンブラックの混合物にポリテトラフルオロエチレンを添加・混合した後、プレス成型、ロール成型して得られる。また、上記混合物をスラリー状にしてから塗布することで薄い塗布膜とする方法、シート状または板状の成型体の何れであってもよい。
なお、活性炭粉末を含む分極性電極を正極2および負極3の両方に用いる場合には、電気二重層キャパシタを製造できる。また、活性炭粉末を含む分極性電極を正極2に用い、活性炭粉末に代えて黒鉛粉末を用いた電極を負極3に用いる場合には、リチウムイオンキャパシタを製造できる。
セパレータ4は正極2と負極3との間に介在している。そして、電極積層体5は、正極2、負極3およびセパレータ4を積層または巻回して形成されている。
セパレータ4はセルロース繊維を主成分としていることが好ましく、複合材として少なくとも一種のポリオレフィンを含んでいてもよい。このようなポリオレフィンとしては、ポリエチレンまたはポリプロピレンであることが好ましい。
電極積層体5を構成する正極2および負極3の各々には、集電箔に露出部が形成されている。該露出部は、例えば集電箔の一端に凸形状を有するように設けられていて、正極、負極ごとに集合されている。そして、板状あるいは棒状のリード端子6が該露出部の集合体に超音波溶接やスポット溶接等により取り付けられている。
また、電極積層体5は、非水電解液に浸漬されている。本発明に用いる非水電解液には、公知の電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタに用いられる電解液を使用することができる。電解液は特に限定されないが、一般的には溶質の溶解度、解離度、液の粘度等を考慮して選択され、高導電率でかつ高電位窓の電解液であることが望ましい。
非水電解液の例を挙げると、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、含リン有機溶媒、含硫黄有機溶媒等が挙げられる。
また、非水電解液中には、第4級アンモニウム塩またはリチウム塩からなる群から選ばれる一種以上の電解質が含有されている。第4級アンモニウムイオンやリチウムイオンを生成し得る電解質であれば、あらゆる第4級アンモニウム塩またはリチウム塩を用いることができる。第4級アンモニウム塩およびリチウム塩からなる群より選ばれる一種以上を用いることがより好ましい。特に、エチルトリメチルアンモニウムBF4、ジエチルジメチルアンモニウムBF4、トリエチルメチルアンモニウムBF4、テトラエチルアンモニウムBF4、スピロ−(N,N’)−ビピロリジニウムBF4、エチルトリメチルアンモニウムPF6、ジエチルジメチルアンモニウムPF6、トリエチルメチルアンモニウムPF6、テトラエチルアンモニウムPF6、スピロ−(N,N’)−ビピロリジニウムPF6、テトラメチルアンモニウムビス(オキサラト)ボレート、エチルトリメチルアンモニウムビス(オキサラト)ボレート、ジエチルジメチルアンモニウムビス(オキサラト)ボレート、トリエチルメチルアンモニウムビス(オキサラト)ボレート、テトラエチルアンモニウムビス(オキサラト)ボレート、スピロ−(N,N’)−ビピロリジニウムビス(オキサラト)ボレート、テトラメチルアンモニウムジフルオロオキサラトボレート、エチルトリメチルアンモニウムジフルオロオキサラトボレート、ジエチルジメチルアンモニウムジフルオロオキサラトボレート、トリエチルメチルアンモニウムジフルオロオキサラトボレート、テトラエチルアンモニウムジフルオロオキサラトボレート、スピロ−(N,N’)−ビピロリジニウムジフルオロオキサラトボレート、LiBF4、LiPF6、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等が好ましい。
非水電解液中の電解質の濃度は、電解液による内部抵抗を小さくするため少なくとも0.1mol/L以上とすることが好ましく、0.5〜1.5mol/Lの範囲内とすることがさらに好ましい。
電極積層体5は、リード端子6が引き出された状態で外装7により気密に収容される。外装7は、後述する押圧板8からの外部応力によって電気化学素子1を電極の積層方向に押圧する場合には、応力が電極積層体5に有効かつ均一に加わるよう可撓性材料からなることが好ましい。具体的には、外装7はアルミラミネートフィルムであることが好ましい。
電気化学素子1は、二枚の押圧板8によって挟持され100〜400N/cm2、好ましくは200〜400N/cm2の範囲の所定の面圧で電極の積層方向に押圧される。電気化学素子1を所定の面圧に押圧しこれを維持する方法の例として、二枚の押圧板8によって挟持された電気化学素子1をプレス機で所定の面圧になるまで押圧し、所定の面圧に達した状態で、押圧板8を締結部材9によって固定する方法が挙げられる。
押圧板8はアルミニウムやステンレス等の金属板であればよく、締結部材9はボルトとナットであればよい。
なお、本実施形態の例では、電気化学素子1の押圧手段として押圧板8と締結部材9を用いているが、これに限定されず、電気化学素子1に対する公知の押圧手段を広く用いることができる。また、電極の積層方向に三個重ねた電気化学素子1を二枚の押圧板8によって押圧しているが、この電気化学素子1の個数は特に限定されず、一個であっても三個より多くてもよい。
次に本発明の電気化学素子にかかる一実施例を説明する。
1.電極の作製
比表面積が1800m2/gの活性炭1.0g、ケッチェンブラック0.1g、ポリフッ化ビニリデン0.1gを乳鉢にて混合・混練し、これにN−メチル−2−ピロリドンを適量添加し、粘度調整を行ったスラリー溶液を得た。このスラリー溶液を0.04mm厚のアルミ箔上に片面塗布し、その後120℃、2時間乾燥し、電極層厚0.08mmの片面電極シートを作製した。また、0.05mm厚のアルミ箔上に両面塗布し、その後120℃、2時間乾燥し、電極層厚0.08mmの両面電極シートを作製した。得られた電極シートを規定の大きさに成形し、片面活性炭電極および両面活性炭電極とした。このとき、各電極シートの一端に凸形状を有する外部電極引き出しタブを設けた。
2.電気化学素子の作製
負極3の片面活性炭電極を両端に、両面活性炭電極を二枚の活性炭電極間に厚さ0.05mm厚のセルロース製セパレータ4を挟みながら規定枚数積層し電極積層体5とした。正極2および負極3ごとに、外部電極引き出しタブを集合し、各々にアルミ板からなるリード端子6を超音波溶接により取り付けた。この電極積層体5の外周に厚さ0.05mm厚のセルロース製セパレータ4を巻き回し、アルミラミネートフィルムからなる外装7内に電極積層体5を収容した。このとき、外装7の四辺ある端部のうち一辺に開口部を設けるように外装7の端部を熱シールした。
そして、外装7から引き出した正極2と負極3のリード端子6とを導線で結線することにより短絡し、減圧雰囲気下で120℃、10時間乾燥した。
そして、非水電解液として1M−トリエチルメチルアンモニウムBF4/プロピレンカーボネートを外装7内に注入し、電極積層体5に真空含浸した。そして、外装7の開口部を熱シールして密封することにより、電気化学素子1を作製した。なお、本実施例における電気化学素子1は、電気二重層キャパシタである。
〔実施例1〕
〔実施例1〕
電気化学素子1を二枚の押圧板8によって挟持し、プレス機で100N/cm2の面圧で電極の積層方向に押圧した。そして、二枚の押圧板8を締結部材9によって固定することにより、実施例1の電気化学素子1を得た。
〔実施例2〕
電気化学素子1を二枚の押圧板8によって挟持し、プレス機で400N/cm2の面圧で電極の積層方向に押圧した。そして、二枚の押圧板8を締結部材9によって固定することにより、実施例2の電気化学素子1を得た。
〔比較例〕
〔比較例〕
電気化学素子1を二枚の押圧板8によって挟持し、プレス機で30N/cm2の面圧で電極の積層方向に押圧した。そして、二枚の押圧板8を締結部材9によって固定することにより、比較例の電気化学素子1を得た。
3.評価試験
上記のようにして作製した実施例1、2および比較例の電気化学素子1に対し、60℃の恒温槽中で2.7Vの電圧を200時間印加した。
実施例1、2および比較例の電気化学素子1におけるガス発生量と静電容量の変化を表1に示す。ガス発生量は評価試験前後の電気化学素子1の体積変化量により評価した。また、ガス発生量および静電容量の変化は電圧印加前の初期値を100として評価した。
表1に示す結果から明らかなように、本発明により得られた実施例1、2の電気化学素子1は、ガス発生による体積膨張が抑制され、静電容量の低下の少ない優れた効果を有していることが判る。
なお、今回開示された実施例では、電気化学素子1として電気二重層キャパシタを例に用いたが、その他の電気化学素子1として、活性炭粉末を含む分極性電極を正極のみに用いるリチウムイオンキャパシタ等の所謂ハイブリッドキャパシタにおいても、本発明の効果を奏することができる。
1 電気化学素子
2 正極
3 負極
4 セパレータ
5 電極積層体
6 リード端子
7 外装
8 押圧板
9 締結部材
2 正極
3 負極
4 セパレータ
5 電極積層体
6 リード端子
7 外装
8 押圧板
9 締結部材
Claims (3)
- 活性炭粉末を含む分極性電極を集電体上に形成した電極を正極または負極の少なくとも一方に用いるとともに、正極と負極との間にセパレータを介在させて巻回または積層してなる電極積層体と、該電極積層体に含浸された非水電解液とを備える電気化学素子であって、
前記非水電解液は、第四級アンモニウム塩またはリチウム塩の群から選ばれる少なくとも一種の電解質を含み、前記電極積層体は100〜400N/cm2で押圧されることを特徴とする電気化学素子。 - 前記セパレータは、セルロース繊維を主成分とし、複合材として少なくとも一種のポリオレフィンを含む、請求項1に記載の電気化学素子。
- 前記ポリオレフィンは、ポリエチレンまたはポリプロピレンである、請求項2に記載の電気化学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012034734A JP2013171965A (ja) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | 電気化学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012034734A JP2013171965A (ja) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | 電気化学素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013171965A true JP2013171965A (ja) | 2013-09-02 |
Family
ID=49265739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012034734A Pending JP2013171965A (ja) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | 電気化学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013171965A (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0380519A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
JPH04240707A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-08-28 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ |
JPH04243114A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ |
JPH04278510A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-05 | Nec Corp | チップ型電気二重層コンデンサ |
JP2000223375A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Tokin Ceramics Corp | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
JP2009289766A (ja) * | 2006-09-29 | 2009-12-10 | Japan Pionics Co Ltd | 電気二重層キャパシタモジュール |
JP2011035373A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 蓄電デバイス用セパレータ |
WO2012017954A1 (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | ダイセル化学工業株式会社 | セルロース繊維を含む不織布及びその製造方法並びにセパレータ |
-
2012
- 2012-02-21 JP JP2012034734A patent/JP2013171965A/ja active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0380519A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
JPH04243114A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-31 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ |
JPH04240707A (ja) * | 1991-01-25 | 1992-08-28 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサ |
JPH04278510A (ja) * | 1991-03-07 | 1992-10-05 | Nec Corp | チップ型電気二重層コンデンサ |
JP2000223375A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Tokin Ceramics Corp | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
JP2009289766A (ja) * | 2006-09-29 | 2009-12-10 | Japan Pionics Co Ltd | 電気二重層キャパシタモジュール |
JP2011035373A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 蓄電デバイス用セパレータ |
WO2012017954A1 (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-09 | ダイセル化学工業株式会社 | セルロース繊維を含む不織布及びその製造方法並びにセパレータ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120050950A1 (en) | Lithium ion capacitor | |
KR20160048187A (ko) | 저 저항 울트라커패시터 전극 및 이의 제조 방법 | |
JP2012119091A (ja) | 非水系電解液、電極、ならびに、当該非水系電解液及び電極を備える電気化学デバイス | |
JP2012004491A (ja) | 蓄電デバイス | |
JP5172719B2 (ja) | 蓄電デバイス及びその製造方法 | |
US20140085773A1 (en) | Hybrid electrochemical energy storage device | |
JP2011077156A (ja) | 蓄電デバイス | |
JP2013140825A (ja) | ラミネート型蓄電素子 | |
JPWO2012127991A1 (ja) | 蓄電デバイス | |
JP2019145628A (ja) | 活物質粒子およびそれを用いた蓄電デバイス | |
JP2010287641A (ja) | 蓄電デバイス | |
WO2016067851A1 (ja) | 蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法 | |
CN111864211B (zh) | 二次电池用电极及其制造方法、二次电池 | |
KR102168368B1 (ko) | 전기 화학 디바이스용 전해액 및 전기 화학 디바이스 | |
JP2008282838A (ja) | ハイブリット電気二重層キャパシタ | |
US20120050949A1 (en) | Lithium ion capacitor and method of manufacturing the same | |
JP2012028366A (ja) | 蓄電デバイス | |
JP2012064820A (ja) | リチウムイオンキャパシタの製造方法 | |
JP2008244378A (ja) | 蓄電デバイス | |
JP6718905B2 (ja) | リチウムイオンキャパシタ | |
JP2013074283A (ja) | 蓄電デバイス | |
JP2013171965A (ja) | 電気化学素子 | |
JP2010161245A (ja) | 蓄電デバイス及びその製造方法 | |
JP4826649B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
JP2010141065A (ja) | 蓄電デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151120 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160311 |