JPH07107889B2 - Electric double layer capacitor - Google Patents
Electric double layer capacitorInfo
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- JPH07107889B2 JPH07107889B2 JP61273031A JP27303186A JPH07107889B2 JP H07107889 B2 JPH07107889 B2 JP H07107889B2 JP 61273031 A JP61273031 A JP 61273031A JP 27303186 A JP27303186 A JP 27303186A JP H07107889 B2 JPH07107889 B2 JP H07107889B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電気二重層コンデンサに関するものである。The present invention relates to an electric double layer capacitor.
（従来の技術） 電気二重層コンデンサに用いる電解液としては従来、過
塩素酸、６フッ化リン酸、４フッ化ホウ酸またはトリフ
ルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩、テトラアル
キルアンモニウム塩など電気化学的に安定な溶質を、極
性有機溶媒に溶解させたものが知られている（特開昭49
−68254号、特開昭50−44463号、特開昭59−232409号な
どの公報）。(Prior Art) Electrolyte solutions used for electric double layer capacitors have conventionally been electrochemical such as perchloric acid, hexafluorophosphoric acid, tetrafluoroboric acid or trifluoromethanesulfonic acid alkali metal salts and tetraalkylammonium salts. It is known that a highly stable solute is dissolved in a polar organic solvent (Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-49242).
-68254, JP-A-50-44463, JP-A-59-232409, etc.).
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これら公知の溶質を使用した電気二重層
コンデンサにおいては、耐電圧、容量値、長期信頼性な
どの点で十分な性能が得られないという問題点があっ
た。(Problems to be Solved by the Invention) However, electric double layer capacitors using these known solutes have a problem that sufficient performance cannot be obtained in terms of withstand voltage, capacitance value, long-term reliability and the like. there were.
本発明は、前記の問題点を解決して、耐電圧、容量およ
び長期信頼性に優れた電気二重層コンデンサを提供する
ことを目的としている。An object of the present invention is to solve the above problems and provide an electric double layer capacitor excellent in withstand voltage, capacity and long-term reliability.
（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するため本発明は、分極性電極と電
解液との界面で形成される電気二重層を利用する電気二
重層コンデンサにおいて、電解液の溶質が一般式（Ｉ）
〜（III）のいずれかで表される塩であることを特徴と
する電気二重層コンデンサを提供するものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides an electric double layer capacitor that uses an electric double layer formed at the interface between a polarizable electrode and the electrolytic solution. Solute is general formula (I)
The present invention provides an electric double layer capacitor, which is a salt represented by any one of (III) to (III).
R3N−（CH2）ｎ−NR′３・2X（III） ただし、前記一般式において、Ｒ、Ｒ′はそれぞれＨ、
または炭素数１〜15のアルキル基、アリル（allyl）基
もしくは炭素数６〜15のアリール（aryl）基を、ｎは１
〜10の整数を示し、ＸはBF4、PF6、ClO4、AsF6、SbF6、
AlCl4またはRfSO3（Rfは炭素数１〜８のフルオロアルキ
ル基）を示す。 R 3 N- (CH 2) n -NR '3 · 2X (III) where in the general formula, R, R' are each H,
Alternatively, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an allyl group, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and n is 1
Represents an integer of 10 and X is BF 4 , PF 6 , ClO 4 , AsF 6 , SbF 6 ,
AlCl 4 or RfSO 3 (Rf is a fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms) is shown.
本発明で用いる電解液の溶質としては前記一般式
（Ｉ）、（II）または（III）で表される塩であること
が必要である。前記一般式においてＲ、Ｒ′はＨ（すべ
てがＨであることはない）、また炭素数１〜15好ましく
は１〜４のアルキル基、アリル基もしくは炭素数６〜15
好ましくは６〜10のアリール基であり、ｎは１〜10好ま
しくは１〜８の整数である。The solute of the electrolytic solution used in the present invention needs to be a salt represented by the general formula (I), (II) or (III). In the above general formula, R and R'are H (not all H), an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, preferably an allyl group or 6 to 15 carbon atoms.
It is preferably an aryl group of 6 to 10, and n is an integer of 1 to 10, preferably 1 to 8.
好ましいアルキル基の例としては、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基などがあげられ、好ましいア
リール基の例としては、フェニル基（C6H5−）、トリル
基（CH3・C6H4−）、ナフチル基（C10H7−）などがあげ
られる。Examples of preferable alkyl groups include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, and the like, and examples of preferable aryl groups include phenyl group (C 6 H 5 —) and tolyl group (CH 3 · C 6 H 4 −), naphthyl group (C 10 H 7 −) and the like.
また、前記一般式においてはＸはBF4、PF6、ClO4、As
F6、SbF6、AlCl4またはRfSO3であり、Rfは炭素数１〜８
のフルオロアルキル基を示す。In the above general formula, X is BF 4 , PF 6 , ClO 4 , As.
F 6 , SbF 6 , AlCl 4 or RfSO 3 where Rf has 1 to 8 carbon atoms
Is a fluoroalkyl group.
好ましい塩としてはたとえば、 ジエチルトリスプロピレンジアンモニウムビステトラフ
ルオロボレート テトラエチルジプロピレンジアンモニウムビステトラフ
ルオロボレート ヘキサエチルプロピレンジアンモニウムビステトラフル
オロボレート などがあげられる。Preferred salts include, for example, diethyl tris propylene diammonium bis tetrafluoroborate Tetraethyl dipropylene diammonium bis tetrafluoroborate Hexaethyl propylene diammonium bis tetrafluoroborate And so on.
このような溶質（電解質）の電解液中の濃度としては、
0.1〜3.0M/が適当であり、特に、0.5〜1.5M/とする
ことが好適である。この濃度が低過ぎると内部抵抗が増
大することにより損失（tanδ）が増大し、一方、高過
ぎると低温になったとき溶質が析出して安定性が低下す
るなどの不具合を生ずる恐れがある。As the concentration of such a solute (electrolyte) in the electrolytic solution,
0.1 to 3.0 M / is suitable, and 0.5 to 1.5 M / is particularly suitable. If this concentration is too low, the internal resistance increases, and the loss (tan δ) increases. On the other hand, if it is too high, solutes may precipitate when the temperature becomes low, and the stability may decrease.
本発明で用いる電解液の溶媒としては、特に限定される
ものではなく、プロピレンカーボネート、ブチレカーボ
ネート、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ア
セトニトリル、ジメチルホルムアミド、1,2−ジメトキ
シエタン、スルホラン、ニトロメタンなどが単独でまた
は適宜混合して好適に使用される。The solvent of the electrolytic solution used in the present invention is not particularly limited, propylene carbonate, butyre carbonate, β-butyrolactone, γ-butyrolactone, acetonitrile, dimethylformamide, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, nitromethane and the like. Are preferably used alone or in an appropriate mixture.
本発明で用いる分極性電極の材質については、特に限定
されないが、電解液に対して電気化学的に不活性で、か
つ比表面積の大きな活性炭粉末あるいは活性炭繊維を使
用するのが好ましい。The material of the polarizable electrode used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use activated carbon powder or activated carbon fiber which is electrochemically inactive to the electrolytic solution and has a large specific surface area.
特に、活性炭粉末にポリテトラフルオロエチレン（PTF
E）などの結着剤を添加し、ロール成型してシート化
し、さらに好ましくは一軸または二軸方向に延伸処理を
施した電極は、単位体積当りの容量、強度および長期信
頼性に優れているので好適に使用される。In particular, polytetrafluoroethylene (PTF
Electrodes that are added with a binder such as E), roll-formed into a sheet, and more preferably uniaxially or biaxially stretched have excellent capacity per unit volume, strength and long-term reliability. Therefore, it is preferably used.
本発明で一対の分極性電極の間に介装されるセパレータ
としてはポリプロピレン繊維不織布、ガラス繊維混抄不
織布などよりなる通常のセパレータを使用することがで
きる。In the present invention, as the separator interposed between the pair of polarizable electrodes, a usual separator made of polypropylene fiber nonwoven fabric, glass fiber mixed paper-woven fabric or the like can be used.
（実施例） 次に、実施例および比較例を図面に基づいて具体的に説
明する。(Example) Next, an Example and a comparative example are concretely demonstrated based on drawing.
本発明の実施例および比較例に共通のものとして第１図
に示すようなコイン型電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径20mm、厚み2.0mm）を次のようにして作製し
た。まず、活性炭粉末（比表面積2000m2/g）に10重量％
のポリテトラフルオロエチレンを添加して湿式混練によ
ってシート化した。このようにして得られたシートを円
板状に打ち抜いて分極性電極１および２（直径15mm、厚
さ0.7mm）とし、この分極性電極１、２をポリプロピレ
ン繊維不織布よりなるセパレータ３を介して互いに対向
させてステンレス鋼製のキャップ４およびステンレス鋼
製の缶５からなる外装容器中に収納する。次に、ユニッ
トセル中に所定の電解液を注入して、分極性電極１、２
およびセパレータ３中にこの電解液を充分に含浸させた
後、ポリプロピレン製パッキング６を介してキャップ４
および缶５の端部をかしめて封口し一体化した。A unit cell (diameter 20 mm, thickness 2.0 mm) of a coin type electric double layer capacitor as shown in FIG. 1 was manufactured as follows, which is common to the examples of the present invention and the comparative example. First, 10% by weight of activated carbon powder (specific surface area 2000 m 2 / g)
Polytetrafluoroethylene of was added to form a sheet by wet kneading. The sheet thus obtained is punched into a disk shape to form polarizable electrodes 1 and 2 (diameter 15 mm, thickness 0.7 mm), and the polarizable electrodes 1 and 2 are separated by a separator 3 made of polypropylene fiber nonwoven fabric. They are placed facing each other in an outer container composed of a stainless steel cap 4 and a stainless steel can 5. Next, by pouring a predetermined electrolytic solution into the unit cell, the polarizable electrodes 1, 2 are injected.
After sufficiently impregnating the electrolytic solution into the separator 3 and the cap 4 via the polypropylene packing 6
And the end of the can 5 was caulked and sealed to be integrated.
前述のようにして作製した電気二重層コンデンサのユニ
ットセルを使用し、第１表に示すような種々の電解液を
濃度1.0M/として用いた各セルについて、2.8Vの電圧
を印加したときの初期容量および内部抵抗を測定した
後、引続いてこのセルに2.8Vの電圧を印加しながら70℃
で1000時間貯蔵した後の容量を測定し、初期容量からの
容量劣化率（％）を算出した。これらの測定結果を実施
例１〜12および比較例１、２として第１表に示した。Using the unit cell of the electric double layer capacitor manufactured as described above, each cell using various electrolytic solutions as shown in Table 1 at a concentration of 1.0 M / After measuring the initial capacitance and internal resistance, continue to apply a voltage of 2.8V to this cell at 70 ℃.
The capacity after storage for 1000 hours was measured, and the capacity deterioration rate (%) from the initial capacity was calculated. The results of these measurements are shown in Table 1 as Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2.
なお、内部抵抗は、交流二端子法（周波数1KHz）によっ
て測定した。The internal resistance was measured by the AC two-terminal method (frequency 1 KHz).
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、耐電圧が高いため
に高温条件下での容量劣化率が低く長期信頼性の高い電
気二重層コンデンサが得られる。 (Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, an electric double layer capacitor having a high withstand voltage, a low capacity deterioration rate under high temperature conditions, and a high long-term reliability can be obtained.
第１図は本発明による電気二重層コンデンサの一実施態
様を示す部分断面図である。 １、２……分極性電極、 ３……セパレータ、 ４……キャップ、 ５……缶、 ６……パッキング。FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the electric double layer capacitor according to the present invention. 1, 2 ... Polarizable electrode, 3 ... Separator, 4 ... Cap, 5 ... Can, 6 ... Packing.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−203628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−44463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−239616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−252619（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 61-203628 (JP, A) JP 50-44463 (JP, A) JP 61-239616 (JP, A) JP 61- 252619 (JP, A)
Claims (2)
電気二重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、
電解液の溶質が一般式（Ｉ）〜（III）のいずれかで表
される塩であることを特徴とする電気二重層コンデン
サ。 R3N−（CH2）ｎ−NR′３・2X（III） ただし、前記一般式において、Ｒ、Ｒ′はそれぞれＨ、
または炭素数１〜15のアルキル基、アリル（allyl）基
もしくは炭素数６〜15のアリール（aryl）基を、ｎは１
〜10の整数を示し、ＸはBF4、PF6、ClO4、AsF6、SbF6、
AlCl4またはRfSO3（Rfは炭素数１〜８のフルオロアルキ
ル基）を示す。1. An electric double layer capacitor utilizing an electric double layer formed at an interface between a polarizable electrode and an electrolytic solution,
An electric double layer capacitor, wherein the solute of the electrolytic solution is a salt represented by any of the general formulas (I) to (III). R 3 N- (CH 2) n -NR '3 · 2X (III) where in the general formula, R, R' are each H,
Alternatively, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an allyl group, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and n is 1
Represents an integer of 10 and X is BF 4 , PF 6 , ClO 4 , AsF 6 , SbF 6 ,
AlCl 4 or RfSO 3 (Rf is a fluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms) is shown.
請求の範囲第１項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 concentration of the solute is 0.1 to 3.0 M /.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273031A JPH07107889B2 (en) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | Electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273031A JPH07107889B2 (en) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | Electric double layer capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63127521A JPS63127521A (en) | 1988-05-31 |
| JPH07107889B2 true JPH07107889B2 (en) | 1995-11-15 |
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ID=17522204
Family Applications (1)
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| JP61273031A Expired - Fee Related JPH07107889B2 (en) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | Electric double layer capacitor |
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| JP (1) | JPH07107889B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| UA30509A (en) * | 1998-05-18 | 2000-11-15 | Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Юнк-Бюро" | Electrolyte for electrochemical double-layer condenser |
-
1986
- 1986-11-18 JP JP61273031A patent/JPH07107889B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPS63127521A (en) | 1988-05-31 |
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