JPH0574656A - Electric double layer capacitor - Google Patents
Electric double layer capacitorInfo
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- JPH0574656A JPH0574656A JP3236277A JP23627791A JPH0574656A JP H0574656 A JPH0574656 A JP H0574656A JP 3236277 A JP3236277 A JP 3236277A JP 23627791 A JP23627791 A JP 23627791A JP H0574656 A JPH0574656 A JP H0574656A
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- 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
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電気二重層コンデン
サに関するもので、特に、電気二重層コンデンサに用い
られる電解液の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor, and more particularly to improvement of an electrolytic solution used in the electric double layer capacitor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、分極性電極と
電解液との界面に生成する電気二重層に電荷を蓄積する
素子である。構造の一例を、図１を参照して説明する。2. Description of the Related Art An electric double layer capacitor is an element for accumulating charges in an electric double layer generated at the interface between a polarizable electrode and an electrolytic solution. An example of the structure will be described with reference to FIG.
【０００３】活性炭等の炭素性素材からなる分極性電極
１，２が、セパレータ３を介して対向配置される。この
セパレータ３および分極性電極１，２は、１対の金属ケ
ース部材４，５により挾持された状態で、これら金属ケ
ース部材４，５内に収納されている。金属ケース部材
４，５は、耐腐食性に優れたステンレス鋼等よりなり、
それぞれ、分極性電極１，２に電気的に接続されてお
り、集電極として機能するものである。金属ケース部材
４，５間は、絶縁性のガスケット６により電気的に絶縁
されている。同時に、このガスケット６により、金属ケ
ース部材４，５で構成されるケース内が密封されてい
る。なお、分極性電極１，２とケース部材４，５とは、
それぞれ、カーボンペースト層７により接着されてい
る。Polarizable electrodes 1 and 2 made of a carbonaceous material such as activated carbon are opposed to each other with a separator 3 in between. The separator 3 and the polarizable electrodes 1 and 2 are housed in the metal case members 4 and 5 while being held by the pair of metal case members 4 and 5. The metal case members 4 and 5 are made of stainless steel or the like having excellent corrosion resistance,
Each of them is electrically connected to the polarizable electrodes 1 and 2 and functions as a collecting electrode. The metal case members 4 and 5 are electrically insulated by an insulating gasket 6. At the same time, the inside of the case composed of the metal case members 4 and 5 is sealed by the gasket 6. The polarizable electrodes 1 and 2 and the case members 4 and 5 are
Each is adhered by the carbon paste layer 7.
【０００４】このような電気二重層コンデンサは、機器
のメモリ・バックアップ回路等で用いられる。メモリ・
バックアップ回路中で必要とされる耐電圧は、電気二重
層コンデンサ素子の耐電圧よりも高いのが普通である。
そのため、電気二重層コンデンサ素子を、複数個積層
し、直列接続してなる複合素子の形態で用いられること
が多い。しかしながら、積層により体積が増加し、かつ
直列接続により静電容量が低下するという問題があっ
た。よって、積層数は少ないほうが望ましく、積層数を
少なくするには、１個の電気二重層コンデンサ素子の耐
電圧を高めることが必要となる。Such an electric double layer capacitor is used in a memory / backup circuit of equipment. memory·
The withstand voltage required in the backup circuit is usually higher than the withstand voltage of the electric double layer capacitor element.
Therefore, it is often used in the form of a composite element in which a plurality of electric double layer capacitor elements are laminated and connected in series. However, there is a problem that the volume increases due to the lamination and the capacitance decreases due to the series connection. Therefore, it is desirable that the number of laminated layers is small, and in order to reduce the number of laminated layers, it is necessary to increase the withstand voltage of one electric double layer capacitor element.
【０００５】電気二重層コンデンサに用いられる電解液
は、水溶液系と非水溶液系とに大別され、耐電圧が高い
のは非水溶液系である。非水系電解液とは、アルカリ金
属もしくは４級アンモニウムの過塩素酸塩、４弗化硼酸
塩、６弗化リン酸塩などの電解質を、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミドま
たはアセトニトリルなどの有機溶媒に溶解したものであ
り、有機溶媒の分解電圧が水の分解電圧より高いため、
水系電解液よりも非水系電解液の耐電圧の方が高くな
る。このため、比較的高い耐電圧が要求される電気二重
層コンデンサには、一般に、非水系有機電解液が使用さ
れていた。Electrolytic solutions used for electric double layer capacitors are roughly classified into aqueous solution type and non-aqueous solution type, and non-aqueous solution type has high withstand voltage. The non-aqueous electrolyte is an electrolyte such as an alkali metal or quaternary ammonium perchlorate, tetrafluoroborate, and hexafluorophosphate, and an organic solvent such as propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethylformamide, or acetonitrile. It is dissolved in a solvent, and the decomposition voltage of the organic solvent is higher than that of water.
The withstand voltage of the non-aqueous electrolytic solution is higher than that of the aqueous electrolytic solution. Therefore, a non-aqueous organic electrolytic solution is generally used for an electric double layer capacitor that requires a relatively high withstand voltage.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】有機溶媒は、水に比べ
ると極性が低いので、有機溶媒への電解質の溶解度は低
い。このため、非水系有機電解液では、有機溶媒自体の
凝固点は低いにもかかわらず、低温では電解質が析出
し、電気二重層コンデンサの内部抵抗が著しく増大した
り、静電容量が減少したりすることがあった。Since the organic solvent has a lower polarity than water, the solubility of the electrolyte in the organic solvent is low. Therefore, in the non-aqueous organic electrolytic solution, although the freezing point of the organic solvent itself is low, the electrolyte is precipitated at a low temperature, and the internal resistance of the electric double layer capacitor remarkably increases or the capacitance decreases. There was something.
【０００７】それゆえに、この発明の目的は、耐電圧が
高く、かつ低温特性も優れた、電気二重層コンデンサを
提供しようとすることである。Therefore, an object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor having high withstand voltage and excellent low temperature characteristics.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、セパレータ
と、セパレータを介して対向する１対の分極性電極と、
セパレータおよび分極性電極を挾持するように配置され
る１対の集電極と、１対の集電極間に配置される電解液
とを備える、電気二重層コンデンサに向けられるもので
あって、上述した技術的課題を解決するため、電解液と
して溶融塩を用いることを特徴としている。According to the present invention, a separator and a pair of polarizable electrodes facing each other with the separator interposed therebetween are provided.
An electric double layer capacitor comprising a pair of collector electrodes arranged to hold a separator and a polarizable electrode, and an electrolyte solution disposed between the pair of collector electrodes, said capacitor being directed to In order to solve the technical problem, it is characterized by using a molten salt as an electrolytic solution.
【０００９】このように、電解液として用いられる溶融
塩は、電解質自体で液体状態となるものである。しかし
ながら、溶融塩の作動温度は、一般に、５００〜１００
０℃と高温であるため、これまで、電気二重層コンデン
サへの適用は検討されたことがなかった。As described above, the molten salt used as the electrolytic solution is a liquid state of the electrolyte itself. However, the operating temperature of the molten salt is generally 500-100.
Since the temperature is as high as 0 ° C., application to an electric double layer capacitor has not been studied so far.
【００１０】ところが、５００℃以下の比較的低温で溶
融して液体状態となる塩類もあり、その中には、たとえ
ばＡｌＣｌ3 のように、他の無機塩（たとえば、ＮａＣ
ｌ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ）と混合して多成分系にすること
によって溶融温度が５０〜１００℃にまで低下するもの
があることが知られている。そこで、本件発明者は、こ
のような多成分系についてさらに検討した結果、無機塩
と有機塩との混合系にすることにより、その溶融温度が
常温ないし−５０℃にまで低下することを見出した。However, there are also salts which are melted at a relatively low temperature of 500 ° C. or lower to be in a liquid state, and among them, other inorganic salts (for example, NaC 3 ) such as AlCl 3 are included.
It is known that the melting temperature can be lowered to 50 to 100 ° C. by mixing with 1, 1, LiCl, KCl) to form a multi-component system. Then, as a result of further studying such a multi-component system, the present inventor has found that the melting temperature can be lowered from room temperature to −50 ° C. by using a mixed system of an inorganic salt and an organic salt. .
【００１１】それゆえに、溶融塩としては、好ましく
は、無機塩と有機塩との混合塩が用いられる。ここで、
無機塩として、ＡｌＣｌ3 、ＴｉＣｌ3 、ＴｉＣｌ4 、
およびＢｅＣｌ2 からなる群から選ばれた塩化物が有利
に用いられる。また、有機塩として、Therefore, a mixed salt of an inorganic salt and an organic salt is preferably used as the molten salt. here,
As the inorganic salt, AlCl 3 , TiCl 3 , TiCl 4 ,
And a chloride selected from the group consisting of BeCl 2 is advantageously used. Also, as an organic salt,
【００１２】[0012]
【化２】 [Chemical 2]
【００１３】の骨格を有する塩化物または臭化物が有利
に用いられる。Chlorides or bromides having the skeleton of are preferably used.
【００１４】[0014]
【作用】この発明において電解液として用いられる溶融
塩は、溶媒なしで液体状態となるので、電解質が析出す
る不都合は回避される。The molten salt used as the electrolytic solution in the present invention is in a liquid state without a solvent, so that the disadvantage of electrolyte precipitation is avoided.
【００１５】[0015]
【発明の効果】したがって、この発明によれば、電解液
に水を使用しないため、耐電圧が高くなるとともに、低
温において電解質が析出することがないので、低温特性
に優れた電気二重層コンデンサを得ることができる。Therefore, according to the present invention, since water is not used in the electrolytic solution, the withstand voltage becomes high and the electrolyte does not precipitate at low temperatures, so that an electric double layer capacitor excellent in low temperature characteristics can be obtained. Obtainable.
【００１６】なお、電解液となる溶融塩として、無機塩
と有機塩との混合塩を用いれば、その溶融温度を常温な
いし−５０℃にまで低下させることができるので、特に
低温での使用に適した電気二重層コンデンサを得ること
ができる。If a mixed salt of an inorganic salt and an organic salt is used as the molten salt to form the electrolytic solution, the melting temperature can be lowered from room temperature to -50 ° C., so that it is particularly suitable for use at low temperature. A suitable electric double layer capacitor can be obtained.
【００１７】[0017]
【実施例】以下に、実施例に従って、この発明の詳細な
説明を行なう。The present invention will be described in detail below with reference to examples.
【００１８】図１に示した構造を有する電気二重層コン
デンサを用い、この発明を実施し、従来例との比較を行
なった。Using the electric double layer capacitor having the structure shown in FIG. 1, the present invention was carried out and compared with the conventional example.
【００１９】具体的には、それぞれ、負極および正極側
集電極となる金属ケース部材４，５をステンレス鋼で構
成し、分極性電極１，２は、活性炭を粉砕し、バインダ
を加えてロール成形したものにより構成した。分極性電
極１，２とケース部材４，５とは、それぞれ、カーボン
ペースト層７により接着した。Specifically, the metal case members 4 and 5 serving as the negative electrode and the positive electrode side collecting electrode are made of stainless steel, respectively, and the polarizable electrodes 1 and 2 are formed by crushing activated carbon and adding a binder to roll molding. It consisted of The polarizable electrodes 1 and 2 and the case members 4 and 5 were bonded by the carbon paste layer 7.
【００２０】表１に示すような種々の電解液を用いた。
これら電解液の各々を、分極性電極１，２およびセパレ
ータ３に含浸させた電気二重層コンデンサを作製し、そ
れぞれを従来例ならびに実施例１〜５とした。従来例で
は、テトラエチルアンモニウム４弗化硼酸のプロピレン
カーボネート溶液（濃度１モル／リットル）を用いた。Various electrolytic solutions as shown in Table 1 were used.
An electric double layer capacitor in which the polarizable electrodes 1 and 2 and the separator 3 were impregnated with each of these electrolytic solutions was prepared as a conventional example and Examples 1 to 5. In the conventional example, a propylene carbonate solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate (concentration 1 mol / liter) was used.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】このようにして得られた従来例ならびに実
施例１〜５の電気二重層コンデンサに対して、７０℃、
２０℃、−２５℃、−５０℃の各温度における内部抵抗
（ＥＳＲ）および静電容量を測定し、その測定値を表１
に示した。ここで、ＥＳＲは１ｋＨｚでの測定値、静電
容量は、２．５Ｖで充電した後、２ｍＡ定電流放電を行
なったときの測定値である。With respect to the electric double layer capacitors of the conventional example and Examples 1 to 5 thus obtained, 70 ° C.
The internal resistance (ESR) and the capacitance at each temperature of 20 ° C, -25 ° C, and -50 ° C were measured, and the measured values are shown in Table 1.
It was shown to. Here, ESR is a measured value at 1 kHz, and electrostatic capacitance is a measured value when the battery is charged at 2.5 V and then discharged at a constant current of 2 mA.
【００２３】表１より、実施例１〜５は、従来例に比べ
て、低温（−２５℃、−５０℃）での特性が優れている
ことがわかる。特に、従来例では、−５０℃での測定が
不可能になるが、実施例では、−５０℃と−２５℃との
各特性がほぼ同じであり、このことから、実施例の低温
特性が優れていることは明らかである。これは、実施例
１〜５で用いた電解液では、低温での電解質析出がない
ことに起因すると考えられる。From Table 1, it can be seen that Examples 1 to 5 are superior in characteristics at low temperatures (-25 ° C, -50 ° C) to the conventional examples. In particular, in the conventional example, measurement at −50 ° C. is impossible, but in the example, the characteristics at −50 ° C. and −25 ° C. are almost the same, and from this, the low temperature characteristics of the example are It is clear that it is excellent. It is considered that this is because the electrolytic solutions used in Examples 1 to 5 did not cause electrolyte deposition at low temperatures.
【００２４】なお、上述した実施例では、電解液に含ま
れる無機塩として、ＡｌＣｌ3 を用いたが、ＡｌＣｌ3
に代えて、ＴｉＣｌ3、ＴｉＣｌ4 、ＢｅＣｌ2 のよう
な無機系塩化物を用いても、同様の効果が得られた。Although AlCl 3 was used as the inorganic salt contained in the electrolytic solution in the above-mentioned examples, AlCl 3
The same effect was obtained by using an inorganic chloride such as TiCl 3 , TiCl 4 , or BeCl 2 instead of.
【図１】電気二重層コンデンサの構造を説明するための
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of an electric double layer capacitor.
１，２ 分極性電極 ３ セパレータ ４，５ 金属ケース部材（集電極） ６ ガスケット ７ カーボンペースト層 1, 2 Polarity electrodes 3 Separator 4,5 Metal case member (collecting electrode) 6 Gasket 7 Carbon paste layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日口 真人 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Masato Higuchi 2 26-10 Tenjin Tenjin, Nagaokakyo City, Kyoto Murata Manufacturing Co., Ltd.
Claims (4)
対向する１対の分極性電極と、前記セパレータおよび分
極性電極を挾持するように配置される１対の集電極と、
前記１対の集電極間に配置される電解液とを備える、電
気二重層コンデンサにおいて、 前記電解液として溶融塩を用いることを特徴とする、電
気二重層コンデンサ。1. A separator, a pair of polarizable electrodes facing each other with the separator interposed therebetween, and a pair of collecting electrodes arranged so as to sandwich the separator and the polarizable electrode.
An electric double layer capacitor comprising an electrolytic solution arranged between the pair of collecting electrodes, wherein a molten salt is used as the electrolytic solution.
塩である、請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the molten salt is a mixed salt of an inorganic salt and an organic salt.
ｌ3 、ＴｉＣｌ4 、およびＢｅＣｌ2 からなる群から選
ばれた塩化物である、請求項２に記載の電気二重層コン
デンサ。3. The inorganic salt is AlCl 3 , TiC
The electric double layer capacitor according to claim 2, which is a chloride selected from the group consisting of l 3 , TiCl 4 , and BeCl 2 .
たは３に記載の電気二重層コンデンサ。4. The organic salt is: The electric double layer capacitor according to claim 2, which is a chloride or bromide having a skeleton of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236277A JPH0574656A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236277A JPH0574656A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Electric double layer capacitor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574656A true JPH0574656A (en) | 1993-03-26 |
Family
ID=16998406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3236277A Pending JPH0574656A (en) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Electric double layer capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574656A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-09-17 JP JP3236277A patent/JPH0574656A/en active Pending
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