JP4035275B2

JP4035275B2 - Method for producing polarizable electrode for electric double layer capacitor

Info

Publication number: JP4035275B2
Application number: JP2000102165A
Authority: JP
Inventors: 久嗣出原; 直人田中; 高幸岩永
Original assignee: Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: JP2001284186A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture thin and thick polarizable electrodes that are suitable for mass production and can be manufactured with satisfactory productivity, when manufacturing the polarizable electrodes that are used for a square electric double-layer capacitor having a large capacity. SOLUTION: In this manufacturing method of the polarizable electrode for the electric double-capacitor, that uses activated carbon as an electrode material, slurry containing activated carbon powder, a heatsetting resin, and pulp is used as a raw material, production is made for manufacturing a sheet-shaped forming body, the sheet-shaped forming body is subjected to hot pressing, and an obtained sheet-shaped forming body with high density is burned in non- oxidizing atmosphere.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角型大容量の電気二重層コンデンサに用いられる分極性電極を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層コンデンサは、活性炭を主成分とする分極性電極と電解液との界面に形成される電気二重層に蓄積される電荷による電気エネルギーを利用するものであり、急速充放電が可能であること、充放電の繰り返しに対し安定なため極めて長寿命であること、有害な重金属を使用しておらず環境汚染の心配がないことなどの特徴がある。
【０００３】
これらの特徴が注目されて、ミリアンペア（ｍＡ）〜アンペアオーダーの大きな大電流での放電が可能な大容量のいわゆるパワー用の電気二重層コンデンサが開発されており、パワー用として角型大容量の電気二重層コンデンサが知られている。この角型大容量の電気二重層コンデンサは、矩形あるいは正方形のシート状（板状）をなす分極性電極とアルミニウム製の正極用集電極とからなる正極を複数有するとともに、同様に、シート状をなす分極性電極とアルミニウム製の負極用集電極とからなる負極を複数有し、この複数の正極と負極とをそれらの間に多孔性セパレータを介在させて交互に積層して電極積層体を形成し、この電極積層体をこれに電解液を含浸させて角形の外装ケース内に収納したものである。
【０００４】
さて本出願人は、先に、このような角型大容量の電気二重層コンデンサに用いられる分極性電極を製造する方法を提案している（特開平１０−２４２００７号公報）。この分極性電極の製造方法は、活性炭粉に、結着剤として粒状あるいは粉末状のフェノール樹脂とフェノール樹脂分散用溶剤とを加え、これらを混合し混合物をつくる混合工程と、この混合物を材料として造粒を行い造粒品をつくる造粒工程と、この造粒品を加圧成形して板状成形体を得る加圧成形工程と、該板状成形体を非酸化性雰囲気中で焼成する焼成工程とからなるものである。この場合、前記加圧成形工程では、発熱体が埋設された熱板を先端部に取り付けた加圧パンチを備えた熱板付きプレス機を使用し、金型内に粒状造粒品を充填し、熱板付きプレス機により加圧成形を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来の分極性電極製造方法では、活性炭粉を含む混合物を材料として造粒を行い、次いで金型内に粒状造粒品を充填し、熱板付きプレス機により該粒状造粒品の金型成形を行って板状成形体を得るようにしたものであるから、造粒自体の生産性が低く、また加圧成形工程においては金型内に粒状造粒品を均一な厚さで充填するには金型内の盛り上がっている余分な粒状造粒品を除去するための人手による慎重な「すみ切り作業」が必要であった。このように時間と手間がかかって生産性が悪いという欠点があった。また該従来方法では、薄肉の分極性電極を得ようとする場合、金型からの板状成形体の取り出しが難しく離型時に板状成形体にひび割れが発生するため、厚みの下限が０．５ｍｍ程度で、これより薄肉の分極性電極をつくることが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、角型大容量の電気二重層コンデンサに用いられる分極性電極を製造するに際し、量産に適し生産性良く製造できるとともに、薄肉から厚肉までの分極性電極を製造することができるようにした、電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１の発明（第１の発明）は、電極材料として活性炭を用いた電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法において、活性炭粉、熱硬化性樹脂及びパルプを含むスラリーを原料として、抄造を行ってシート状成形体を作製し、次いで該シート状成形体を熱間加圧し、しかる後、得られた該シート状高密度成形体を非酸化性雰囲気中で温度が８００〜１２００℃の範囲で焼成することを特徴とする電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法において、前記シート状成形体を複数枚重ねたものを熱間加圧して一体化させ、しかる後、得られた該シート状高密度成形体を非酸化性雰囲気中で温度が８００〜１２００℃の範囲で焼成することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明（第２の発明）は、電極材料として活性炭を用いた電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法において、活性炭粉、熱硬化性樹脂及びパルプを含むスラリーを原料として、抄造を行ってシート状成形体を作製し、次いで該シート状成形体を非酸化性雰囲気中で温度が８００〜１２００℃の範囲で焼成することを特徴とする電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法である。
【００１０】
前記第１の発明に係る分極性電極製造方法では、シート状成形体の作製には生産性が良く量産に適しているという利点を持つ抄造装置、例えば製紙用抄造装置を用いることができ、また、熱間加圧によるシート状高密度成形体の作製には金型を使用しないから金型内への投入・離型作業を行う必要がないので、手間がかからない。そして、紙の製造などに使用される抄造装置により抄造を行ってシート状成形体を作製するものであるから、厚みがほぼ０．２〜１ｍｍの範囲のシート状成形体が得られ、これに加えて、得られたシート状成形体を複数枚積み重ねたものを熱間加圧して一体化させることができるので、厚みがほぼ０．１〜２ｍｍの範囲のように薄肉から厚肉までの分極性電極を生産性良く安定して製造することができる。従来方法では前述のように厚みの下限値が０．５ｍｍ程度であった。
【００１１】
第１の発明に係る製造方法において、抄造装置に原料として供給されるスラリーは、活性炭粉（粉末活性炭）と、結着剤として熱硬化性樹脂（例えば粉末状フェノール樹脂）と、抄造を行うための必須原料であるパルプと、溶媒である水とを混ぜて調製してなるものである。前記パルプは、抄造を行うために必須であるとともに、中間物であるシート状成形体の機械的強度を高めてその取り扱い（ハンドリング）を容易にし、また、最終製品である分極性電極の機械的強度を高めるという効果をも発揮するものである。
【００１２】
また、第１の発明に係る製造方法では、熱間加圧を行うことにより、シート状成形体を熱硬化させるとともに適切に圧縮して高密度化させることができ、抄造で得たシート状成形体よりも高密度化されたシート状高密度成形体が得られる。例えば、シート状成形体の密度（ｇ／ｍｌ）よりも約１０％程度大きい密度のシート状高密度成形体が得られる。シート状成形体の熱間加圧には例えば熱板付きプレス機を使用すればよい。熱板付きプレス機では、内部に発熱体が埋設された熱板を先端部に取り付けた加圧パンチによって、平板定盤上に載せ置かれたシート状成形体を熱間加圧することにより、シート状高密度成形体が容易に得られる。このとき、熱板温度は熱硬化性樹脂を熱硬化させるために１５０〜１８０℃の範囲がよい。また、圧力は高密度化するために２９．４２ＭＰａ（３００ｋｇｆ／ｃｍ²）以上がよく、加圧時間は５〜１０分程度でよい。
【００１３】
また、第１の発明に係る製造方法において、窒素ガス雰囲気のような非酸化性雰囲気中で行うシート状高密度成形体の焼成は、前記熱硬化性樹脂を所定度合いに炭化させてこれに導電性を付与することで活性炭粒子同士を電気的に結合したり、シート状高密度成形体中の不純物を除去したり、さらに緻密化させて機械的強度を得るなどのために行うものである。焼成温度は８００〜１２００℃の範囲がよい。
【００１４】
これに対し、第２の発明に係る製造方法では、前記第１の発明の製造方法とは違って高密度化のための熱間加圧を行わず、抄造で得たシート状成形体を熱間加圧することなく焼成を行うようにしたものである。これにより、第１の発明の製造方法に比べて、分極性電極の密度が多少小さくなるためにコンデンサ単位容積（単位体積）当たりの静電容量とコンデンサ内部抵抗の点において性能が多少低下するものの、工程数を減らすことで製造コストを下げることができ、安価な電気二重層コンデンサを提供することができる。
【００１５】
なお、第２の発明に係る製造方法において、第１の発明の製造方法とは違ってシート状成形体の熱硬化は焼成によってなされることになり、シート状成形体の焼成は、熱硬化性樹脂を熱硬化させるとともに所定度合いに炭化させてこれに導電性を付与することで活性炭粒子同士を電気的に結合したり、シート状成形体中の不純物を除去したり、さらに緻密化させて機械的強度を得るなどのために行うものである。焼成温度については、第１の発明の製造方法と同様に、８００〜１２００℃の範囲がよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施に使用される円網（まるあみ）式の製紙用抄造装置の濾し網部（ワイヤパート）を略示する図、図２は図１に示す製紙用抄造装置においてシート状集成層がフェルト製ベルト上に転写される様子を模式的に示す図である。
【００１７】
以下の手順にて角型大容量の電気二重層コンデンサに用いられる分極性電極を製造した。まず、攪拌翼を備えた図示しない攪拌槽を用いて、活性炭粉（比表面積３０００ｍ²／ｇ）、粉末状フェノール樹脂、パルプ及び水を混ぜてスラリーを調製する。この場合、活性炭粉／粉末状フェノール樹脂／パルプの三者の配合割合は、重量比で７０／２０／１０とした。またパルプとしては、合成繊維などよりなる導電性のものが望ましい。そして、図１に示すように、このスラリー１は前記攪拌槽から抄造バット２に供給されるようになっている。
【００１８】
図１に示すように、抄造バット２は、その内部に、図における反時計方向に回転し円筒形状の金網よりなる抄造ドラム３を備えている。この抄造ドラム３はスラリー１にその下半分が浸漬した状態で回転駆動されるようになっており、スラリー１は、この回転に伴って金網よりなる抄造ドラム３にすくい上げられ、抄造ドラム３の外周部から内方へろ過・脱水されながら抄造ドラム３の外周部上に残留してシート状集成層４として形成される。この抄造ドラム３上に形成された活性炭粉、フェノール樹脂及びパルプからなるシート状集成層４は、図２に示すように、無端状あるいは長尺のフェルト製ベルト５上に転写される。
【００１９】
フェルト製ベルト５上のシート状集成層４は、図示しない下流側へ搬送されて、圧搾ロール群を備えた脱水部（プレスパート）にて水分を搾り取られ、次いで加熱ロール群を備えた乾燥部（ドライヤパート）にて乾燥され、しかる後、フェルト製ベルトから剥がされて、長尺のシート状成形体となる。
【００２０】
そして本例では、この厚みが０．１９ｍｍの長尺シート状成形体を矩形に切断し、厚み０．１９ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍのシート状成形体を所要数得た。
【００２１】
ここまでの工程は、本発明による第１、第２の製造方法において共通するものである。以後の工程について、まず、第１の製造方法による実施形態について説明する。
【００２２】
第１の製造方法では、次に、シート状成形体の熱間加圧を行った。すなわち、熱板付きプレス機により、平板定盤上に載置された前記シート状成形体を本例では温度１５０℃×圧力２９．４２ＭＰａ（３００ｋｇｆ／ｃｍ²）×時間１０ｍｉｎの条件にて熱間加圧し、厚み０．１３ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍのシート状高密度成形体を得た。
【００２３】
しかる後、このシート状高密度成形体を窒素ガス雰囲気中にて１０００℃×２ｈの条件で焼成し、寸法が厚み０．１３ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍで密度が０．４５ｇ／ｍｌの分極性電極を得た。このようにして、厚みの下限が０．５ｍｍ程度であった従来方法とは違って、厚み０．１ｍｍ程度の薄肉の分極性電極を生産性良く製造することができた。
【００２４】
また、抄造を行って得たシート状成形体を複数枚積み重ねたものを熱間加圧して一体化させることができるので、厚みが０．５ｍｍ未満の薄肉から１ｍｍ以上の厚肉までの各分極性電極をつくることができる。例えば、前記厚み０．１３ｍｍのものに加えて、厚みが０．２、０．３５、０．６及び１．２ｍｍの各分極性電極を得ることができた。
【００２５】
またさらに、抄造装置により抄造を行ってシート状成形体を作製する際には、抄造ドラム３を備えた抄造バット２を複数個直列に並べて設置し、該個数を変更することにより、薄いものから厚いものまで厚みの異なるシート状成形体をつくることもできる。このように本発明による第１の製造方法では、角型大容量の電気二重層コンデンサに用いられる分極性電極を製造するに際し、量産に適し生産性良く製造できるとともに、厚みがほぼ０．１〜２ｍｍの範囲のように薄肉から厚肉までの分極性電極を製造することができる。
【００２６】
一方、本発明による第２の製造方法では、第１の製造方法とは違って高密度化のための熱間加圧を行わず、抄造によって得た前記シート状成形体を窒素ガス雰囲気中にて１０００℃×２ｈの条件で焼成し、寸法が厚み０．１９ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍで密度が０．４０ｇ／ｍｌの分極性電極を得た。
【００２７】
このようにして、第２の製造方法によると、厚みの下限が０．５ｍｍ程度であった従来方法とは違って、厚み０．２ｍｍ程度の薄肉の分極性電極を生産性良く製造することができた。また、抄造を行ってシート状成形体を作製するようにしたものであるから、第１の製造方法とは違って複数枚積み重ねたシート状成形体の熱間加圧によるに厚肉化を行わないものの、厚みがほぼ０．２〜１ｍｍの範囲のように薄肉から厚肉までの分極性電極を製造することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、第１の発明に係る電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法によると、角型大容量の電気二重層コンデンサに用いられる分極性電極を製造するに際し、活性炭粉を含むスラリーを原料として製紙用などの抄造装置により抄造を行ってシート状成形体をつくり、熱板付きプレス機などによりシート状成形体を熱間加圧してシート状高密度成形体を作製するようにしたものであるから、量産に適し生産性良く分極性電極を製造することができる。またこれとともに、厚みがほぼ０．１〜２ｍｍの範囲のように薄肉から厚肉までの分極性電極を製造することができるので、低抵抗の性能が要求される電気二重層コンデンサ用には薄肉の分極性電極で対応でき、コンデンサ単位容積当たり高静電容量の性能が要求されるものには厚肉の分極性電極で対応できることから、ニーズに対応して容易に分極性電極をつくり分けることができる。
【００２９】
また、第２の発明に係る電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法によると、厚みがほぼ０．２〜１ｍｍの範囲のように薄肉から厚肉までの分極性電極を製造することができ、また、前記第１の発明の製造方法とは違って高密度化のための熱間加圧を行わず、抄造で得たシート状成形体を熱間加圧することなく焼成を行うようにしたものであるから、コンデンサ単位容積当たりの静電容量とコンデンサ内部抵抗の点において性能が多少低下するものの、工程数を減らすことで製造コストを下げることができ、安価な電気二重層コンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に使用される円網式の製紙用抄造装置の濾し網部（ワイヤパート）を略示する図である。
【図２】図１に示す製紙用抄造装置においてシート状集成層がフェルト製ベルト上に転写される様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…スラリー２…抄造バット３…抄造ドラム４…シート状集成層５…フェルト製ベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a polarizable electrode used in a square-type large-capacity electric double layer capacitor.
[0002]
[Prior art]
The electric double layer capacitor uses electric energy generated by electric charge accumulated in the electric double layer formed at the interface between the polarizable electrode mainly composed of activated carbon and the electrolyte, and can be charged and discharged quickly. In addition, since it is stable against repeated charge and discharge, it has a very long life, and no harmful heavy metals are used, and there is no concern about environmental pollution.
[0003]
These features have attracted attention, and so-called power double-layer capacitors for power that can discharge at large currents in the order of milliamperes (mA) to amperes have been developed. Electric double layer capacitors are known. This square large-capacity electric double layer capacitor has a plurality of positive electrodes each composed of a polarizable electrode having a rectangular or square sheet shape (plate shape) and an aluminum positive electrode collecting electrode, and similarly has a sheet shape. A plurality of negative electrodes each made of a polarizable electrode and an aluminum negative electrode collecting electrode are formed, and the plurality of positive electrodes and negative electrodes are alternately laminated with a porous separator interposed therebetween to form an electrode laminate. The electrode laminate is impregnated with an electrolytic solution and stored in a rectangular outer case.
[0004]
The present applicant has previously proposed a method of manufacturing a polarizable electrode used in such a square large-capacity electric double layer capacitor (Japanese Patent Laid-Open No. 10-242007). This polarizable electrode is produced by adding a granular or powdery phenol resin and a phenol resin-dispersing solvent as a binder to activated carbon powder, mixing them to form a mixture, and using this mixture as a material. A granulation step of granulating to produce a granulated product, a pressure molding step of pressing the granulated product to obtain a plate-shaped product, and firing the plate-shaped product in a non-oxidizing atmosphere A firing step. In this case, in the pressure molding step, a granulated product is filled in the mold using a press machine with a hot plate equipped with a pressure punch having a hot plate with a heating element embedded in the tip. The pressure molding is performed by a press machine with a hot plate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional polarizable electrode manufacturing method described above, granulation is performed using a mixture containing activated carbon powder as a material, and then the granulated product is filled in a mold, and the granulated product is then heated by a press machine with a hot plate. Therefore, the productivity of granulation itself is low, and in the pressure molding process, the granular granulated product has a uniform thickness in the mold. In order to fill with, it was necessary to carefully perform a “sharpening operation” by hand to remove the excess granular granulated product in the mold. As described above, there is a drawback that it takes time and labor and productivity is poor. Further, in the conventional method, when a thin polarizable electrode is to be obtained, it is difficult to take out the plate-shaped molded body from the mold, and cracks are generated in the plate-shaped molded body at the time of mold release. It was difficult to produce a thin polarizable electrode with a thickness of about 5 mm.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to produce a polarizable electrode having a thin wall thickness and a thick wall, and suitable for mass production when producing a polarizable electrode for use in a square type large capacity electric double layer capacitor. It is an object of the present invention to provide a method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor that can be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 (first invention) is the method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor using activated carbon as an electrode material, wherein activated carbon powder, thermosetting resin and Using a slurry containing pulp as a raw material, paper-making is performed to produce a sheet-shaped molded body, and then the sheet-shaped molded body is hot-pressed, and then the obtained sheet-shaped high-density molded body is treated with a non-oxidizing atmosphere. It is a manufacturing method of the polarizable electrode for electric double layer capacitors characterized by baking in the range whose temperature is 800-1200 degreeC .
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor according to the first aspect of the present invention, wherein a plurality of the sheet-like molded bodies are integrated by hot pressing, and then obtained. The obtained sheet-like high-density molded body is fired in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 800 to 1200 ° C.
[0009]
Invention of Claim 3 (2nd invention) is a manufacturing method of the polarizable electrode for electric double layer capacitors which used activated carbon as an electrode material, and made papermaking using the slurry containing activated carbon powder, a thermosetting resin, and a pulp as a raw material To produce a sheet-like molded body, and then firing the sheet-shaped molded body in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 800 to 1200 ° C. Is the method.
[0010]
In the polarizable electrode manufacturing method according to the first aspect of the invention, it is possible to use a papermaking apparatus having an advantage of being suitable for mass production, for example, a papermaking apparatus, for producing a sheet-like molded body. Since a mold is not used for producing a sheet-like high-density molded body by hot pressing, it is not necessary to perform the work of putting in and releasing from the mold, so that labor is not required. And, since the sheet-shaped molded body is produced by performing papermaking with a paper-making apparatus used for paper production or the like, a sheet-shaped molded body having a thickness in the range of about 0.2 to 1 mm is obtained. In addition, since a plurality of stacked sheet-like molded bodies obtained can be integrated by hot pressing, the thickness ranges from thin to thick as in the range of about 0.1 to 2 mm. Polar electrodes can be manufactured stably with good productivity. In the conventional method, as described above, the lower limit value of the thickness was about 0.5 mm.
[0011]
In the manufacturing method according to the first aspect, the slurry supplied as a raw material to the papermaking apparatus is made of activated carbon powder (powdered activated carbon), a thermosetting resin (for example, powdered phenol resin) as a binder, and papermaking. It is prepared by mixing pulp, which is an essential raw material, and water, which is a solvent. The pulp is indispensable for paper making, and enhances the mechanical strength of the intermediate sheet-like molded article to facilitate its handling (handling), and the mechanical properties of the polarizable electrode as the final product. The effect of increasing the strength is also exhibited.
[0012]
Moreover, in the manufacturing method which concerns on 1st invention, by performing hot pressurization, a sheet-like molded object can be thermoset, it can compress appropriately and can be densified, and the sheet-like molding obtained by papermaking A sheet-like high-density molded body having a higher density than that of the body is obtained. For example, a sheet-shaped high-density molded body having a density about 10% larger than the density (g / ml) of the sheet-shaped molded body is obtained. What is necessary is just to use a press machine with a hot plate for the hot pressurization of a sheet-like molded object, for example. In a press machine with a hot plate, a sheet-like molded product placed on a flat platen is hot-pressed by a pressure punch with a hot plate with a heating element embedded in the tip. Can be easily obtained. At this time, the hot plate temperature is preferably in the range of 150 to 180 ° C. in order to thermoset the thermosetting resin. Further, the pressure is preferably 29.42 MPa (300 kgf / cm ² ) or more in order to increase the density, and the pressing time may be about 5 to 10 minutes.
[0013]
Further, in the manufacturing method according to the first aspect of the invention, the baking of the sheet-shaped high-density molded body performed in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen gas atmosphere is performed by carbonizing the thermosetting resin to a predetermined degree. This is performed to electrically bind the activated carbon particles by removing the properties, to remove impurities in the sheet-like high-density molded body, or to obtain a mechanical strength by further densification. The firing temperature is preferably in the range of 800 to 1200 ° C.
[0014]
On the other hand, in the manufacturing method according to the second invention, unlike the manufacturing method of the first invention, hot pressing for densification is not performed, and the sheet-like molded body obtained by papermaking is heated. Firing is performed without pressurizing for a while. Thereby, compared with the manufacturing method of 1st invention, since the density of a polarizable electrode becomes somewhat small, in terms of the electrostatic capacity per capacitor | condenser unit volume (unit volume) and a capacitor | condenser internal resistance, although performance falls a little By reducing the number of steps, the manufacturing cost can be reduced, and an inexpensive electric double layer capacitor can be provided.
[0015]
In the production method according to the second invention, unlike the production method of the first invention, the sheet-shaped molded body is thermally cured by firing, and the sheet-shaped molded body is fired by thermosetting. The resin is thermally cured and carbonized to a predetermined degree to impart electrical conductivity to the activated carbon particles to electrically couple them together, to remove impurities in the sheet-like molded product, or to further densify the machine This is done to obtain the desired strength. About a calcination temperature, the range of 800-1200 degreeC is good like the manufacturing method of 1st invention.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a strainer (wire part) of a round net type papermaking machine used in the practice of the present invention, and FIG. 2 is a sheet in the papermaking machine shown in FIG. It is a figure which shows typically a mode that a state laminated layer is transcribe | transferred on the belt made from felt.
[0017]
A polarizable electrode for use in a square large-capacity electric double layer capacitor was manufactured by the following procedure. First, using a stirring tank (not shown) equipped with a stirring blade, activated carbon powder (specific surface area 3000 m ² / g), powdered phenol resin, pulp and water are mixed to prepare a slurry. In this case, the mixing ratio of activated carbon powder / powdered phenol resin / pulp was 70/20/10 in weight ratio. Moreover, as a pulp, the electroconductive thing which consists of synthetic fibers etc. is desirable. And as shown in FIG. 1, this slurry 1 is supplied to the papermaking bat 2 from the said stirring tank.
[0018]
As shown in FIG. 1, the papermaking bat 2 includes a papermaking drum 3 that rotates counterclockwise in the drawing and is formed of a cylindrical wire mesh. The papermaking drum 3 is driven to rotate while the lower half of the papermaking drum 3 is immersed in the slurry 1, and the slurry 1 is scooped up by the papermaking drum 3 made of a wire mesh along with this rotation, and the outer periphery of the papermaking drum 3. While being filtered and dewatered from the inside to the inside, it remains on the outer periphery of the papermaking drum 3 to form a sheet-like laminated layer 4. The sheet-like laminated layer 4 made of activated carbon powder, phenol resin, and pulp formed on the papermaking drum 3 is transferred onto an endless or long felt belt 5 as shown in FIG.
[0019]
The sheet-like laminated layer 4 on the belt 5 made of felt is conveyed to a downstream side (not shown), and moisture is squeezed out by a dewatering unit (press part) provided with a pressing roll group, and then a drying unit provided with a heating roll group. It is dried by (dryer part), and then peeled off from the felt belt to form a long sheet-like molded body.
[0020]
In this example, the long sheet-shaped molded body having a thickness of 0.19 mm was cut into a rectangular shape to obtain a required number of sheet-shaped molded bodies having a thickness of 0.19 mm × width 50 mm × length 100 mm.
[0021]
The steps so far are common in the first and second manufacturing methods according to the present invention. Regarding the subsequent steps, first, an embodiment according to the first manufacturing method will be described.
[0022]
Next, in the first manufacturing method, hot pressing of the sheet-like molded body was performed. That is, in the present example, the sheet-like molded body placed on a flat plate by a press machine with a hot plate was hot in a condition of temperature 150 ° C. × pressure 29.42 MPa (300 kgf / cm ² ) × time 10 min. Pressure was applied to obtain a sheet-like high-density molded body having a thickness of 0.13 mm, a width of 50 mm, and a length of 100 mm.
[0023]
Thereafter, the sheet-like high-density molded body is fired in a nitrogen gas atmosphere under the conditions of 1000 ° C. × 2 h, the dimensions are 0.13 mm thickness × 50 mm width × 100 mm length, and the density is 0.45 g / ml. A polar electrode was obtained. In this way, unlike the conventional method in which the lower limit of the thickness was about 0.5 mm, a thin polarizable electrode having a thickness of about 0.1 mm could be manufactured with high productivity.
[0024]
In addition, since a plurality of stacked sheet-like molded bodies obtained by papermaking can be hot-pressed and integrated, each thickness from a thickness of less than 0.5 mm to a thickness of 1 mm or more Polar electrodes can be made. For example, in addition to the thickness of 0.13 mm, polarizable electrodes having thicknesses of 0.2, 0.35, 0.6, and 1.2 mm could be obtained.
[0025]
Furthermore, when producing a sheet-like molded body by making paper with a paper making apparatus, a plurality of paper making bats 2 each having a paper making drum 3 are arranged in series, and the number is changed to change the number from a thin one. It is also possible to produce sheet-like molded bodies having different thicknesses up to thick ones. As described above, in the first manufacturing method according to the present invention, when a polarizable electrode used for a square-type large-capacity electric double layer capacitor is manufactured, it can be manufactured with good productivity suitable for mass production and has a thickness of approximately 0.1 to 0.1. Polarizable electrodes ranging from thin to thick can be produced in the range of 2 mm.
[0026]
On the other hand, in the second manufacturing method according to the present invention, unlike the first manufacturing method, hot pressing for densification is not performed, and the sheet-like molded body obtained by papermaking is placed in a nitrogen gas atmosphere. And calcining under conditions of 1000 ° C. × 2 h to obtain a polarizable electrode with dimensions of 0.19 mm × width 50 mm × length 100 mm and density of 0.40 g / ml.
[0027]
Thus, according to the second manufacturing method, unlike the conventional method in which the lower limit of the thickness is about 0.5 mm, a thin polarizable electrode having a thickness of about 0.2 mm can be manufactured with high productivity. did it. In addition, since the sheet-like molded body is produced by papermaking, unlike the first manufacturing method, the thickening is performed by hot pressing of a plurality of stacked sheet-like molded bodies. Although not, it is possible to manufacture a polarizable electrode having a thickness ranging from about 0.2 to 1 mm.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor according to the first invention, the polarizable electrode used in the electric double layer capacitor having a square large capacity includes activated carbon powder. Making a sheet-like molded body by making paper using a slurry as a raw material with a paper-making machine, and hot-pressing the sheet-like molded body with a press machine with a hot plate to produce a sheet-like high-density molded body Therefore, it is possible to manufacture a polarizable electrode suitable for mass production and with high productivity. At the same time, polarizable electrodes ranging from thin to thick can be manufactured so that the thickness is in the range of approximately 0.1 to 2 mm, so that it is thin for electric double layer capacitors that require low resistance performance. The polarizable electrode can be used, and the thick polarizable electrode can be used for those that require high capacitance per capacitor unit capacity. Can do.
[0029]
In addition, according to the method for manufacturing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor according to the second invention, it is possible to manufacture a polarizable electrode having a thickness ranging from about 0.2 to 1 mm. Also, unlike the manufacturing method of the first invention, hot pressing for densification is not performed, and the sheet-like molded body obtained by papermaking is fired without hot pressing. Therefore, although the performance is somewhat degraded in terms of the capacitance per unit volume of the capacitor and the internal resistance of the capacitor, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of processes, and an inexpensive electric double layer capacitor is provided. be able to.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing a filter net portion (wire part) of a circular net type papermaking apparatus used in the practice of the present invention.
2 is a view schematically showing a state in which a sheet-like laminated layer is transferred onto a felt belt in the papermaking apparatus shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Slurry 2 ... Papermaking bat 3 ... Papermaking drum 4 ... Sheet-like laminated layer 5 ... Felt belt

Claims

電極材料として活性炭を用いた電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法において、活性炭粉、熱硬化性樹脂及びパルプを含むスラリーを原料として、抄造を行ってシート状成形体を作製し、次いで該シート状成形体を熱間加圧し、しかる後、得られた該シート状高密度成形体を非酸化性雰囲気中で温度が８００〜１２００℃の範囲で焼成することを特徴とする電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法。In the method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor using activated carbon as an electrode material, using a slurry containing activated carbon powder, a thermosetting resin and pulp as a raw material, a sheet is formed to produce a sheet-like molded body, An electric double layer capacitor characterized in that a sheet-shaped molded body is hot-pressed and then the obtained sheet-shaped high-density molded body is fired in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 800 to 1200 ° C. For producing a polarizable electrode for use.

前記シート状成形体を複数枚重ねたものを熱間加圧して一体化させ、しかる後、得られた該シート状高密度成形体を非酸化性雰囲気中で温度が８００〜１２００℃の範囲で焼成することを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法。A plurality of the sheet-like molded bodies stacked are integrated by hot pressing, and then the obtained sheet-shaped high-density molded body is heated in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 800 to 1200 ° C. The method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor according to claim 1, wherein firing is performed.

電極材料として活性炭を用いた電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法において、活性炭粉、熱硬化性樹脂及びパルプを含むスラリーを原料として、抄造を行ってシート状成形体を作製し、次いで該シート状成形体を非酸化性雰囲気中で温度が８００〜１２００℃の範囲で焼成することを特徴とする電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法。In the method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor using activated carbon as an electrode material, using a slurry containing activated carbon powder, a thermosetting resin and pulp as a raw material, a sheet is formed to produce a sheet-like molded body, A method for producing a polarizable electrode for an electric double layer capacitor, characterized in that the sheet-like molded body is fired in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 800 to 1200 ° C.