JPH11121300A - 分極性電極及びその製造方法 - Google Patents
分極性電極及びその製造方法Info
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- JPH11121300A JPH11121300A JP9284787A JP28478797A JPH11121300A JP H11121300 A JPH11121300 A JP H11121300A JP 9284787 A JP9284787 A JP 9284787A JP 28478797 A JP28478797 A JP 28478797A JP H11121300 A JPH11121300 A JP H11121300A
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- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大容量かつ低温特性に優れた電気二重層コン
デンサに適した分極性電極を提供する。 【解決手段】 活性炭と炭素の複合材料である活性炭／
炭素複合材料よりなる分極性電極１であって、前記活性
炭が活性炭粉末あるいは活性炭繊維よりなり、前記炭素
が熱硬化性樹脂を炭化することにより生成されたもので
あり、かつ前記活性炭／炭素複合材料の密度が０．７０
から０．８５ｇ／ｃｍ3 であり、前記活性炭／炭素複合
材料の厚みが０．７から３．０ｃｍであることを特徴と
する分極性電極。
デンサに適した分極性電極を提供する。 【解決手段】 活性炭と炭素の複合材料である活性炭／
炭素複合材料よりなる分極性電極１であって、前記活性
炭が活性炭粉末あるいは活性炭繊維よりなり、前記炭素
が熱硬化性樹脂を炭化することにより生成されたもので
あり、かつ前記活性炭／炭素複合材料の密度が０．７０
から０．８５ｇ／ｃｍ3 であり、前記活性炭／炭素複合
材料の厚みが０．７から３．０ｃｍであることを特徴と
する分極性電極。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サの電極及びその製造方法に関し、さらに詳しくは屋外
での太陽光発電システムの蓄電素子に好適に用いられる
ための電気二重層コンデンサの電極及びその製造方法に
関するものである。
サの電極及びその製造方法に関し、さらに詳しくは屋外
での太陽光発電システムの蓄電素子に好適に用いられる
ための電気二重層コンデンサの電極及びその製造方法に
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、低抵抗で大容
量のコンデンサである。電池のように化学反応を伴わな
いため、充放電の繰り返しによる劣化が極めて小さく、
メンテナンスフリーの蓄電素子として使用できる。ま
た、構成材料に重金属などの有害物質を含まないため、
環境に対しても無害である。このような特徴を生かし
て、電気二重層コンデンサはメモリーバックアップ用部
品として、広く用いられている。電池または商用交流電
源を直流に変換した電源と並列に電気二重層コンデンサ
を接続し、電源の瞬断時に電気二重層コンデンサに蓄積
された電荷により種々の部品のバックアップするという
形で使用されている。このようなメモリーバックアップ
用途に使われている電気二重層コンデンサの容量は、高
々２〜３Ｆ程度である。ところが、近年、容量が飛躍的
に大きい電気二重層コンデンサが開発されている。
量のコンデンサである。電池のように化学反応を伴わな
いため、充放電の繰り返しによる劣化が極めて小さく、
メンテナンスフリーの蓄電素子として使用できる。ま
た、構成材料に重金属などの有害物質を含まないため、
環境に対しても無害である。このような特徴を生かし
て、電気二重層コンデンサはメモリーバックアップ用部
品として、広く用いられている。電池または商用交流電
源を直流に変換した電源と並列に電気二重層コンデンサ
を接続し、電源の瞬断時に電気二重層コンデンサに蓄積
された電荷により種々の部品のバックアップするという
形で使用されている。このようなメモリーバックアップ
用途に使われている電気二重層コンデンサの容量は、高
々２〜３Ｆ程度である。ところが、近年、容量が飛躍的
に大きい電気二重層コンデンサが開発されている。
【０００３】特許第２０５４３８０号（特開平４−２８
８３６１号）には、活性炭粉末とフェノール樹脂粉末の
混合物を成形し、さらに不活性ガス中９００℃程度で熱
処理を行うことでフェノール樹脂が炭化され、その結果
得られる活性炭と炭素の複合体である分極性電極が示さ
れている。この分極性電極を用いることによって、４７
０Ｆの大容量電気二重層コンデンサが得られると報告さ
れている。
８３６１号）には、活性炭粉末とフェノール樹脂粉末の
混合物を成形し、さらに不活性ガス中９００℃程度で熱
処理を行うことでフェノール樹脂が炭化され、その結果
得られる活性炭と炭素の複合体である分極性電極が示さ
れている。この分極性電極を用いることによって、４７
０Ｆの大容量電気二重層コンデンサが得られると報告さ
れている。
【０００４】また、特許２０５２２６７号（特開昭６３
−２２６０１９号）にも、活性炭粉末あるいは活性炭繊
維とフェノール樹脂との混合物を不活性ガス雰囲気下で
加熱して得られる分極性電極が示されている。近年開発
されたこれらの電気二重層コンデンサは、非常に容量が
大きいため、これまでのメモリーバックアップだけでは
なく、装置全体のバックアップやモーター駆動など、バ
ッテリーの代替あるいは補助する部品として期待される
ようになってきている。特に、近年電気自動車やハイブ
リッド自動車の電源としての要求から、大電流特性に優
れたパワー用途向けの開発が進んでいる。パワー用途向
けには、大電流放電の妨げとなる活性炭／炭素複合体電
極内部での電解液の抵抗を下げるための工夫が必要であ
る。
−２２６０１９号）にも、活性炭粉末あるいは活性炭繊
維とフェノール樹脂との混合物を不活性ガス雰囲気下で
加熱して得られる分極性電極が示されている。近年開発
されたこれらの電気二重層コンデンサは、非常に容量が
大きいため、これまでのメモリーバックアップだけでは
なく、装置全体のバックアップやモーター駆動など、バ
ッテリーの代替あるいは補助する部品として期待される
ようになってきている。特に、近年電気自動車やハイブ
リッド自動車の電源としての要求から、大電流特性に優
れたパワー用途向けの開発が進んでいる。パワー用途向
けには、大電流放電の妨げとなる活性炭／炭素複合体電
極内部での電解液の抵抗を下げるための工夫が必要であ
る。
【０００５】特開平７−９９１４１号（特願平５−２５
７４０５号）、特開平７−２０１６７７号（特願平５−
３３３９９４号）には、電極内部に適度な細孔を形成す
ることで、大電流特性を改善する方法が示されている。
これらのパワー用途向けの活性炭／炭素複合体電極は、
大電流特性に優れる反面、体積当たりの容量は３０〜４
０Ｆ／ｃｍ3 と小さい。
７４０５号）、特開平７−２０１６７７号（特願平５−
３３３９９４号）には、電極内部に適度な細孔を形成す
ることで、大電流特性を改善する方法が示されている。
これらのパワー用途向けの活性炭／炭素複合体電極は、
大電流特性に優れる反面、体積当たりの容量は３０〜４
０Ｆ／ｃｍ3 と小さい。
【０００６】一方、現在人類の生活を支えている化石資
源エネルギーは、有限であるだけでなく、環境への影響
も非常に深刻な問題となっている。そこで、クリーンで
無限な太陽エネルギーが注目されている。この太陽エネ
ルギーを利用する太陽光発電システムは、太陽電池で発
電したエネルギーを、鉛蓄電池などに蓄えて利用する。
源エネルギーは、有限であるだけでなく、環境への影響
も非常に深刻な問題となっている。そこで、クリーンで
無限な太陽エネルギーが注目されている。この太陽エネ
ルギーを利用する太陽光発電システムは、太陽電池で発
電したエネルギーを、鉛蓄電池などに蓄えて利用する。
【０００７】このような太陽光発電システムの中でも、
夜間の照明灯や標識灯のように、昼間に太陽光で発電し
た電気エネルギーを鉛蓄電池等に貯めておき、夜間にこ
の貯めておいた電気エネルギーで照明灯や標識灯を点灯
させるというシステムが注目されている。
夜間の照明灯や標識灯のように、昼間に太陽光で発電し
た電気エネルギーを鉛蓄電池等に貯めておき、夜間にこ
の貯めておいた電気エネルギーで照明灯や標識灯を点灯
させるというシステムが注目されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】太陽電池と組み合わせ
て、夜間照明灯や標識灯の点灯などを行う場合、蓄電素
子は必ず１日１回の充放電を行わなければならない。そ
のため、鉛蓄電池を蓄電素子として使用した場合、繰り
返し充放電による劣化が大きい鉛蓄電池は１〜２年で交
換しなければならないという問題がある。また、鉛蓄電
池の場合は、それ自体が公害の原因になるという問題も
ある。そこで、電気二重層コンデンサを鉛蓄電池の代わ
りに用いることが検討されている。電気二重層コンデン
サは、蓄積できるエネルギーは鉛蓄電池に比べると小さ
いが、繰り返し充放電による劣化がないため、メンテナ
ンスフリーで使えるというメリットがある。
て、夜間照明灯や標識灯の点灯などを行う場合、蓄電素
子は必ず１日１回の充放電を行わなければならない。そ
のため、鉛蓄電池を蓄電素子として使用した場合、繰り
返し充放電による劣化が大きい鉛蓄電池は１〜２年で交
換しなければならないという問題がある。また、鉛蓄電
池の場合は、それ自体が公害の原因になるという問題も
ある。そこで、電気二重層コンデンサを鉛蓄電池の代わ
りに用いることが検討されている。電気二重層コンデン
サは、蓄積できるエネルギーは鉛蓄電池に比べると小さ
いが、繰り返し充放電による劣化がないため、メンテナ
ンスフリーで使えるというメリットがある。
【０００９】しかし、電気二重層コンデンサを太陽電池
と組み合わせて、夜間の照明灯や標識灯の点灯などを行
う場合、いくつかの課題がある。一つは、１回の充電で
１晩中照明灯あるいは標識灯を点灯するのに充分なエネ
ルギーを蓄えなければならない。要求される具体的なエ
ネルギー密度は、照明設備全体の規模と設置スペースに
もよるが、鉛蓄電池の１／１０程度は満足する必要があ
ると考えられる。前記パワー用途向けに開発されている
電気二重層コンデンサのエネルギー密度は、鉛蓄電池の
１／２０くらいなので、本目的では、パワー用途向けの
約２倍に向上させなければならない。また、このような
照明灯や標識灯は屋外に設置されるため、温度環境が厳
しく、寒冷地の夜間では−２０℃以下になる可能性があ
る。そのような環境下でも使用できるためには、低温特
性にも優れている必要がある。また、分極性電極の製造
方法としては、より簡便で生産性に優れた方法が求めら
れる。
と組み合わせて、夜間の照明灯や標識灯の点灯などを行
う場合、いくつかの課題がある。一つは、１回の充電で
１晩中照明灯あるいは標識灯を点灯するのに充分なエネ
ルギーを蓄えなければならない。要求される具体的なエ
ネルギー密度は、照明設備全体の規模と設置スペースに
もよるが、鉛蓄電池の１／１０程度は満足する必要があ
ると考えられる。前記パワー用途向けに開発されている
電気二重層コンデンサのエネルギー密度は、鉛蓄電池の
１／２０くらいなので、本目的では、パワー用途向けの
約２倍に向上させなければならない。また、このような
照明灯や標識灯は屋外に設置されるため、温度環境が厳
しく、寒冷地の夜間では−２０℃以下になる可能性があ
る。そのような環境下でも使用できるためには、低温特
性にも優れている必要がある。また、分極性電極の製造
方法としては、より簡便で生産性に優れた方法が求めら
れる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、活性炭と炭素の複合材料である活性炭／炭素複合
材料よりなる分極性電極であって、前記活性炭が活性炭
粉末よりなり、前記炭素が熱硬化性樹脂を炭化すること
により生成されたものであり、かつ前記活性炭／炭素複
合材料の密度が０．７０から０．８５ｇ／ｃｍ3 であ
り、前記活性炭／炭素複合材料の厚みが０．７から３．
０ｃｍであることを特徴とする分極性電極が得られる。
れば、活性炭と炭素の複合材料である活性炭／炭素複合
材料よりなる分極性電極であって、前記活性炭が活性炭
粉末よりなり、前記炭素が熱硬化性樹脂を炭化すること
により生成されたものであり、かつ前記活性炭／炭素複
合材料の密度が０．７０から０．８５ｇ／ｃｍ3 であ
り、前記活性炭／炭素複合材料の厚みが０．７から３．
０ｃｍであることを特徴とする分極性電極が得られる。
【００１１】本発明の第２の態様によれば、前記第１の
態様による分極性電極において、前記熱硬化性樹脂が、
フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹
脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリウレタンのグループから選択された少なくとも
１つの樹脂であることを特徴とする分極性電極が得られ
る。
態様による分極性電極において、前記熱硬化性樹脂が、
フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹
脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリウレタンのグループから選択された少なくとも
１つの樹脂であることを特徴とする分極性電極が得られ
る。
【００１２】本発明の第３の態様によれば、前記第１の
態様による分極性電極において、前記活性炭粉末の充填
密度をＤとすると、前記活性炭粉末と前記熱硬化性樹脂
とを合わせた重量に対する活性炭粉末の重量比Ｒが Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２４〜０．３
９） で表されることを特徴とする分極性電極が得られる。
態様による分極性電極において、前記活性炭粉末の充填
密度をＤとすると、前記活性炭粉末と前記熱硬化性樹脂
とを合わせた重量に対する活性炭粉末の重量比Ｒが Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２４〜０．３
９） で表されることを特徴とする分極性電極が得られる。
【００１３】本発明の第４の態様によれば、前記第１の
態様による分極性電極を製造する方法において、活性炭
粉末と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合工
程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形工
程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理すること
により前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極性
電極として得る熱処理工程とを含む分極性電極の製造方
法であって、前記成形工程が０．１から８．０ｔｏｎｆ
／ｃｍ2 の圧力での加圧成形で行われることを特徴とす
る分極性電極の製造方法が得られる。
態様による分極性電極を製造する方法において、活性炭
粉末と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合工
程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形工
程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理すること
により前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極性
電極として得る熱処理工程とを含む分極性電極の製造方
法であって、前記成形工程が０．１から８．０ｔｏｎｆ
／ｃｍ2 の圧力での加圧成形で行われることを特徴とす
る分極性電極の製造方法が得られる。
【００１４】本発明の第５の態様によれば、前記第１の
態様による分極性電極を製造する方法において、活性炭
粉末と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合工
程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形工
程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理すること
により前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極性
電極として得る熱処理工程を含む分極性電極の製造方法
であって、前記混合工程は、活性炭粉末と、熱硬化性樹
脂と、前記活性炭粉末と前記熱硬化性樹脂とを合わせた
重量に対して３０から６０重量％の熱可塑性樹脂バイン
ダーとを混合して混合粉体を得るものであり、前記成形
工程が押し出し成形で行われることを特徴とする分極性
電極の製造方法が得られる。
態様による分極性電極を製造する方法において、活性炭
粉末と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合工
程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形工
程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理すること
により前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極性
電極として得る熱処理工程を含む分極性電極の製造方法
であって、前記混合工程は、活性炭粉末と、熱硬化性樹
脂と、前記活性炭粉末と前記熱硬化性樹脂とを合わせた
重量に対して３０から６０重量％の熱可塑性樹脂バイン
ダーとを混合して混合粉体を得るものであり、前記成形
工程が押し出し成形で行われることを特徴とする分極性
電極の製造方法が得られる。
【００１５】本発明の第６の態様によれば、活性炭と炭
素の複合材料である活性炭／炭素複合材料よりなる分極
性電極であって、前記活性炭が活性炭繊維よりなり、前
記炭素が熱硬化性樹脂を炭化することにより生成された
ものであり、かつ前記活性炭／炭素複合材料の密度が
０．７０から０．８５ｇ／ｃｍ3 であり、前記活性炭／
炭素複合材料の厚みが０．７から３．０ｃｍであること
を特徴とする分極性電極が得られる。
素の複合材料である活性炭／炭素複合材料よりなる分極
性電極であって、前記活性炭が活性炭繊維よりなり、前
記炭素が熱硬化性樹脂を炭化することにより生成された
ものであり、かつ前記活性炭／炭素複合材料の密度が
０．７０から０．８５ｇ／ｃｍ3 であり、前記活性炭／
炭素複合材料の厚みが０．７から３．０ｃｍであること
を特徴とする分極性電極が得られる。
【００１６】本発明の第７の態様によれば、前記第６の
態様による分極性電極において、前記熱硬化性樹脂が、
フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹
脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリウレタンのグループから選択された少なくとも
１つの樹脂であることを特徴とする分極性電極が得られ
る。
態様による分極性電極において、前記熱硬化性樹脂が、
フェノール樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹
脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリウレタンのグループから選択された少なくとも
１つの樹脂であることを特徴とする分極性電極が得られ
る。
【００１７】本発明の第８の態様によれば、前記第６の
態様による分極性電極において、前記活性炭繊維の充填
密度をＤとすると、前記活性炭繊維と前記熱硬化性樹脂
とを合わせた重量に対する活性炭繊維の重量比Ｒが Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２４〜０．３
９） で表されることを特徴とする分極性電極が得られる。
態様による分極性電極において、前記活性炭繊維の充填
密度をＤとすると、前記活性炭繊維と前記熱硬化性樹脂
とを合わせた重量に対する活性炭繊維の重量比Ｒが Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２４〜０．３
９） で表されることを特徴とする分極性電極が得られる。
【００１８】本発明の第９の態様によれば、前記第６の
態様による分極性電極を製造する方法において、活性炭
繊維と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合工
程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形工
程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理すること
により前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極性
電極として得る熱処理工程とを含む分極性電極の製造方
法であって、前記成形工程が０．１から８．０ｔｏｎｆ
／ｃｍ2 の圧力での加圧成形で行われることを特徴とす
る分極性電極の製造方法が得られる。
態様による分極性電極を製造する方法において、活性炭
繊維と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合工
程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形工
程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理すること
により前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極性
電極として得る熱処理工程とを含む分極性電極の製造方
法であって、前記成形工程が０．１から８．０ｔｏｎｆ
／ｃｍ2 の圧力での加圧成形で行われることを特徴とす
る分極性電極の製造方法が得られる。
【００１９】本発明の第１０の態様によれば、前記第６
の態様による分極性電極を製造する方法において、活性
炭繊維と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合
工程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形
工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理するこ
とにより前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極
性電極として得る熱処理工程を含む分極性電極の製造方
法であって、前記混合工程は、活性炭繊維と、熱硬化性
樹脂と、前記活性炭繊維と前記熱硬化性樹脂とを合わせ
た重量に対して３０から６０重量％の熱可塑性樹脂バイ
ンダーとを混合して混合粉体を得るものであり、前記成
形工程が押し出し成形で行われることを特徴とする分極
性電極の製造方法が得られる。
の態様による分極性電極を製造する方法において、活性
炭繊維と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る混合
工程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る成形
工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理するこ
とにより前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を分極
性電極として得る熱処理工程を含む分極性電極の製造方
法であって、前記混合工程は、活性炭繊維と、熱硬化性
樹脂と、前記活性炭繊維と前記熱硬化性樹脂とを合わせ
た重量に対して３０から６０重量％の熱可塑性樹脂バイ
ンダーとを混合して混合粉体を得るものであり、前記成
形工程が押し出し成形で行われることを特徴とする分極
性電極の製造方法が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００２１】まず、本発明の原理について説明する。
【００２２】活性炭粉末あるいは活性炭繊維を熱硬化性
樹脂で成形し、熱処理することで熱硬化性樹脂を炭化し
て得られる活性炭／炭素複合体を分極性電極に用い、エ
ネルギー密度を極限まで上げる方法の一つは、活性炭の
充填量を上げることである。その方法として、原料中の
活性炭の混合比を上げることと、電極密度を上げること
の二つが考えられる。しかし、活性炭の混合比が増加す
ると、成形密度が下がる傾向があるため、活性炭の混合
比の増加に伴って、容量が単調に上がるわけではない。
活性炭の混合量に対して、容量はピークを持つ。一方、
活性炭の混合比が同じで、電極密度を上げていくと、常
温での容量は単調に増加する。しかし、活性炭／炭素複
合体電極の密度が高くなると、活性炭／炭素複合体電極
内部の空隙が小さくなるため、電解液の抵抗の影響を受
けて、低温での容量が低下する。また、活性炭／炭素複
合体電極の厚みも低温特性に大きく影響する。さらに、
活性炭／炭素複合体の密度は、原料の活性炭の粉末とし
ての充填密度が大きく影響する。それらの関係は、活性
炭の粉末充填密度をＤ、活性炭混合比をＲとすると、以
下の式で表される。
樹脂で成形し、熱処理することで熱硬化性樹脂を炭化し
て得られる活性炭／炭素複合体を分極性電極に用い、エ
ネルギー密度を極限まで上げる方法の一つは、活性炭の
充填量を上げることである。その方法として、原料中の
活性炭の混合比を上げることと、電極密度を上げること
の二つが考えられる。しかし、活性炭の混合比が増加す
ると、成形密度が下がる傾向があるため、活性炭の混合
比の増加に伴って、容量が単調に上がるわけではない。
活性炭の混合量に対して、容量はピークを持つ。一方、
活性炭の混合比が同じで、電極密度を上げていくと、常
温での容量は単調に増加する。しかし、活性炭／炭素複
合体電極の密度が高くなると、活性炭／炭素複合体電極
内部の空隙が小さくなるため、電解液の抵抗の影響を受
けて、低温での容量が低下する。また、活性炭／炭素複
合体電極の厚みも低温特性に大きく影響する。さらに、
活性炭／炭素複合体の密度は、原料の活性炭の粉末とし
ての充填密度が大きく影響する。それらの関係は、活性
炭の粉末充填密度をＤ、活性炭混合比をＲとすると、以
下の式で表される。
【００２３】Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２
４〜０．３９） そのため、活性炭／炭素複合体は常温でのエネルギー密
度と、低温でのエネルギー密度がともに最も高くなる密
度０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ3 、厚み３ｃｍ以下が最
適であり、そのときの活性炭の粉末充填密度をＤと活性
炭混合比Ｒは、前記の式で表される関係にある。
４〜０．３９） そのため、活性炭／炭素複合体は常温でのエネルギー密
度と、低温でのエネルギー密度がともに最も高くなる密
度０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ3 、厚み３ｃｍ以下が最
適であり、そのときの活性炭の粉末充填密度をＤと活性
炭混合比Ｒは、前記の式で表される関係にある。
【００２４】また、前記密度の活性炭／炭素複合体を得
るためには、プレス成形法の場合には、圧力は０．７〜
８．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 であり、押し出し成形法の場合
には、押し出しバインダーの添加量は３０〜６０重量％
が適している。
るためには、プレス成形法の場合には、圧力は０．７〜
８．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 であり、押し出し成形法の場合
には、押し出しバインダーの添加量は３０〜６０重量％
が適している。
【００２５】次に本発明の第１の実施例について説明す
る。
る。
【００２６】活性炭粉末とフェノール樹脂粉末とを合わ
せた重量に対する活性炭粉末の重量比が、０．４、０．
５、０．６、０．７、０．８、０．９となるそれぞれの
混合粉に、重量比が１．５のアセトンを加えて混練す
る。活性炭粉末は、粉末での充填密度が０．３２、０．
４５、０．５７ｇ／ｃｍ3 である３種類をそれぞれ用い
る。フェノール樹脂は、粉末状のフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂を用いる。得られた混練物を、真空乾燥機
を用いて真空中５０℃で３時間程度乾燥することにより
残存する溶剤を除去し、アトライタにより粉砕する。得
られた粉砕粉を２．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の圧力で、面積
１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ０．６、０．７、０．８、
１．０、３．０、４．０ｃｍのそれぞれの寸法で冷間加
圧成形する。得られた成形体を、電気炉中、窒素ガス雰
囲気下で９００℃で２時間熱処理をする。その結果、フ
ェノール樹脂が炭化されて活性炭／炭素複合体が得られ
る。
せた重量に対する活性炭粉末の重量比が、０．４、０．
５、０．６、０．７、０．８、０．９となるそれぞれの
混合粉に、重量比が１．５のアセトンを加えて混練す
る。活性炭粉末は、粉末での充填密度が０．３２、０．
４５、０．５７ｇ／ｃｍ3 である３種類をそれぞれ用い
る。フェノール樹脂は、粉末状のフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂を用いる。得られた混練物を、真空乾燥機
を用いて真空中５０℃で３時間程度乾燥することにより
残存する溶剤を除去し、アトライタにより粉砕する。得
られた粉砕粉を２．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の圧力で、面積
１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さ０．６、０．７、０．８、
１．０、３．０、４．０ｃｍのそれぞれの寸法で冷間加
圧成形する。得られた成形体を、電気炉中、窒素ガス雰
囲気下で９００℃で２時間熱処理をする。その結果、フ
ェノール樹脂が炭化されて活性炭／炭素複合体が得られ
る。
【００２７】こうして得られた活性炭／炭素複合体を用
いて作製した電気二重層コンデンサについて、図１を用
いて説明する。図１はこの電気二重層コンデンサの断面
の構造を示し、上で得られた活性炭／炭素複合体を分極
性電極１とする。まず、それぞれの分極性電極１を電解
液として用いる３０重量％の硫酸水溶液に浸し、真空中
で２時間含浸を行う。その後、作製条件の等しい１対の
分極性電極１を水溶液から取り出し、間にポリプロピレ
ン製のセパレータ２を挟んで対向させる。さらに両側か
らブチルゴム製の導電性シートを圧着し、集電体３とす
る。この時、両側の集電体３が接触しないように、ポリ
カーボネイト製ガスケット４を分極性電極１の周囲に配
置する。次に、１対のポリカーボネイト製支持体５を集
電体３の両側に配置し、この支持体５とガスケット４と
で集電体３を挟み込む。さらにガスケット４及び支持体
５の周囲にエポキシ樹脂を塗り込むことにより、電解液
を封止する。次に、端子取り出しのためのステンレス製
の端子板６を両側から集電体３に圧着する。さらに固定
のため４隅に穴の開いた１対のポリカーボネイト製の固
定板７で挟み、４ヶ所ボルト・ナット８で固定する。こ
のようにして本発明の分極性電極を用いた電気二重層コ
ンデンサを得る。得られたコンデンサに、−２０℃と２
５℃において、それぞれ０．９Ｖで４時間定電圧充電
後、０．４５Ｖまで０．１Ａで定電流放電を行う。その
際の放電時間から容量を求める。
いて作製した電気二重層コンデンサについて、図１を用
いて説明する。図１はこの電気二重層コンデンサの断面
の構造を示し、上で得られた活性炭／炭素複合体を分極
性電極１とする。まず、それぞれの分極性電極１を電解
液として用いる３０重量％の硫酸水溶液に浸し、真空中
で２時間含浸を行う。その後、作製条件の等しい１対の
分極性電極１を水溶液から取り出し、間にポリプロピレ
ン製のセパレータ２を挟んで対向させる。さらに両側か
らブチルゴム製の導電性シートを圧着し、集電体３とす
る。この時、両側の集電体３が接触しないように、ポリ
カーボネイト製ガスケット４を分極性電極１の周囲に配
置する。次に、１対のポリカーボネイト製支持体５を集
電体３の両側に配置し、この支持体５とガスケット４と
で集電体３を挟み込む。さらにガスケット４及び支持体
５の周囲にエポキシ樹脂を塗り込むことにより、電解液
を封止する。次に、端子取り出しのためのステンレス製
の端子板６を両側から集電体３に圧着する。さらに固定
のため４隅に穴の開いた１対のポリカーボネイト製の固
定板７で挟み、４ヶ所ボルト・ナット８で固定する。こ
のようにして本発明の分極性電極を用いた電気二重層コ
ンデンサを得る。得られたコンデンサに、−２０℃と２
５℃において、それぞれ０．９Ｖで４時間定電圧充電
後、０．４５Ｖまで０．１Ａで定電流放電を行う。その
際の放電時間から容量を求める。
【００２８】本実施例で得られた活性炭／炭素複合体電
極と電気二重層コンデンサの特性について説明する。ま
ず図２に、充填密度の異なる３種類の活性炭粉末それぞ
れについて、成形時の圧力が２ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の場合
の活性炭／炭素複合材料の密度を、活性炭粉末の混合比
に対してプロットする。図２に示されるように、活性炭
粉末の混合量が同じでも、活性炭粉末の粉末としての充
填密度が大きいほど、活性炭／炭素複合材料の密度も大
きくなる。また、活性炭の混合量が増加すると、活性炭
／炭素複合材料の密度は低下する。
極と電気二重層コンデンサの特性について説明する。ま
ず図２に、充填密度の異なる３種類の活性炭粉末それぞ
れについて、成形時の圧力が２ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の場合
の活性炭／炭素複合材料の密度を、活性炭粉末の混合比
に対してプロットする。図２に示されるように、活性炭
粉末の混合量が同じでも、活性炭粉末の粉末としての充
填密度が大きいほど、活性炭／炭素複合材料の密度も大
きくなる。また、活性炭の混合量が増加すると、活性炭
／炭素複合材料の密度は低下する。
【００２９】図３に、本実施例で得られた活性炭／炭素
複合体電極を用いた電気二重層コンデンサの容量を、活
性炭／炭素複合体電極の密度に対してプロットする。図
３に示すように、２５℃における容量は活性炭／炭素複
合体電極の密度に対してピークを持つ。また、その容量
は体積当たりで約５０Ｆ／ｃｍ3 の値である。−２０℃
においても同様の傾向であるが、密度が０．８５ｇ／ｃ
ｍ3 以上では、容量が急激に減少する。また、密度が
０．７０ｇ／ｃｍ3 以下では、容量が低下するととも
に、強度も著しく低下する。以上の結果より、本目的に
適した活性炭／炭素複合体電極の密度は、０．７０〜
０．８５ｇ／ｃｍ3 である。
複合体電極を用いた電気二重層コンデンサの容量を、活
性炭／炭素複合体電極の密度に対してプロットする。図
３に示すように、２５℃における容量は活性炭／炭素複
合体電極の密度に対してピークを持つ。また、その容量
は体積当たりで約５０Ｆ／ｃｍ3 の値である。−２０℃
においても同様の傾向であるが、密度が０．８５ｇ／ｃ
ｍ3 以上では、容量が急激に減少する。また、密度が
０．７０ｇ／ｃｍ3 以下では、容量が低下するととも
に、強度も著しく低下する。以上の結果より、本目的に
適した活性炭／炭素複合体電極の密度は、０．７０〜
０．８５ｇ／ｃｍ3 である。
【００３０】また図４に、活性炭／炭素複合体電極の密
度が０．７０ｇ／ｃｍ3 と０．８５ｇ／ｃｍ3 になる時
の活性炭の粉末としての充填密度と活性炭混合比の関係
をプロットした。密度が０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ3
の間に入るような活性炭の粉末としての充填密度と活性
炭の混合比の範囲は、図４に斜線で示した部分である。
活性炭の粉末充填密度をＤ、活性炭混合比をＲとする
と、斜線の部分は以下の式で表される。
度が０．７０ｇ／ｃｍ3 と０．８５ｇ／ｃｍ3 になる時
の活性炭の粉末としての充填密度と活性炭混合比の関係
をプロットした。密度が０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ3
の間に入るような活性炭の粉末としての充填密度と活性
炭の混合比の範囲は、図４に斜線で示した部分である。
活性炭の粉末充填密度をＤ、活性炭混合比をＲとする
と、斜線の部分は以下の式で表される。
【００３１】Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２
４〜０．３９） 次に図５に、本実施例の電気二重層コンデンサの２５℃
における容量を、活性炭／炭素複合体電極の厚みに対し
てプロットする。また図６に、本実施例の電気二重層コ
ンデンサの−２０℃における容量を、活性炭／炭素複合
体電極の厚みに対してプロットする。図５に示すよう
に、２５℃では電極の厚みの増加に伴って容量は増加す
るが、図６に示すように、−２０℃では厚みが大きくな
ると、電解液の抵抗の影響のために容量が低下する。密
度が低い場合は、厚みの影響は小さいが、３．０ｃｍ以
上では低温での容量は急激に低下する。また、厚みが
０．６ｃｍの活性炭／炭素複合体電極は、非常に強度が
弱いため、電気二重層コンデンサに組み立てることが不
可能であった。
４〜０．３９） 次に図５に、本実施例の電気二重層コンデンサの２５℃
における容量を、活性炭／炭素複合体電極の厚みに対し
てプロットする。また図６に、本実施例の電気二重層コ
ンデンサの−２０℃における容量を、活性炭／炭素複合
体電極の厚みに対してプロットする。図５に示すよう
に、２５℃では電極の厚みの増加に伴って容量は増加す
るが、図６に示すように、−２０℃では厚みが大きくな
ると、電解液の抵抗の影響のために容量が低下する。密
度が低い場合は、厚みの影響は小さいが、３．０ｃｍ以
上では低温での容量は急激に低下する。また、厚みが
０．６ｃｍの活性炭／炭素複合体電極は、非常に強度が
弱いため、電気二重層コンデンサに組み立てることが不
可能であった。
【００３２】以上の結果より、屋外での太陽光発電シス
テムのような、大容量でかつ低温特性も確保するために
は、活性炭／炭素複合体電極の密度は０．７０〜０．８
５ｇ／ｃｍ3 、厚さは０．７〜３．０ｃｍが適してい
る。また、原料の活性炭混合比Ｒは、活性炭の粉末充填
密度Ｄに対して、以下の式に従うことが適している。
テムのような、大容量でかつ低温特性も確保するために
は、活性炭／炭素複合体電極の密度は０．７０〜０．８
５ｇ／ｃｍ3 、厚さは０．７〜３．０ｃｍが適してい
る。また、原料の活性炭混合比Ｒは、活性炭の粉末充填
密度Ｄに対して、以下の式に従うことが適している。
【００３３】Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２
４〜０．３９） なお本実施例では、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂
を用いているが、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹
脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリウレタンのうち少なくとも１種類の樹脂を用い
ても同様の結果が得られる。
４〜０．３９） なお本実施例では、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂
を用いているが、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹
脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹
脂、ポリウレタンのうち少なくとも１種類の樹脂を用い
ても同様の結果が得られる。
【００３４】また本実施例では、活性炭として活性炭粉
末を用いているが活性炭として活性炭繊維を用いても同
様の結果が得られる。
末を用いているが活性炭として活性炭繊維を用いても同
様の結果が得られる。
【００３５】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。
る。
【００３６】粉末の充填密度が０．３２ｇ／ｃｍ3 と
０．５７ｇ／ｃｍ3 である活性炭粉末それぞれとフェノ
ール樹脂粉末を合わせた重量１に対して、活性炭の重量
比を０．７とし、さらにアセトン１．５を加えて混練す
る。フェノール樹脂は、粉末状のフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂を用いる。得られた混練物を真空乾燥機を
用いて真空中５０℃で３時間程度乾燥することにより残
存する溶剤を除去し、アトライタにより粉砕する。得ら
れた混合粉をそれぞれ０．０５、０．１、１．０、２．
０、６．０、１０．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の圧力で、面積
１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚み０．８ｃｍの寸法で冷間加圧
成形する。得られた成形体を電気炉で窒素ガス雰囲気中
９００℃で２時間熱処理することにより、フェノール樹
脂が炭化されて活性炭／炭素複合体が得られる。
０．５７ｇ／ｃｍ3 である活性炭粉末それぞれとフェノ
ール樹脂粉末を合わせた重量１に対して、活性炭の重量
比を０．７とし、さらにアセトン１．５を加えて混練す
る。フェノール樹脂は、粉末状のフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂を用いる。得られた混練物を真空乾燥機を
用いて真空中５０℃で３時間程度乾燥することにより残
存する溶剤を除去し、アトライタにより粉砕する。得ら
れた混合粉をそれぞれ０．０５、０．１、１．０、２．
０、６．０、１０．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の圧力で、面積
１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚み０．８ｃｍの寸法で冷間加圧
成形する。得られた成形体を電気炉で窒素ガス雰囲気中
９００℃で２時間熱処理することにより、フェノール樹
脂が炭化されて活性炭／炭素複合体が得られる。
【００３７】本実施例で得られた活性炭／炭素複合体電
極の密度を図７に示す。図７に示すように、プレス圧力
によって活性炭／炭素複合体電極の密度を制御できる。
第１の実施例より、本目的に適した活性炭／炭素複合体
電極の密度は０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ3 の範囲であ
る。図７に、活性炭／炭素複合体電極の密度がこの範囲
に入る部分を斜線で示す。また、プレス圧力が０．０５
ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の場合は、形状が保持できないほども
ろくなった。従って、この斜線部分の範囲で成形できる
圧力は、０．１〜８．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 である。
極の密度を図７に示す。図７に示すように、プレス圧力
によって活性炭／炭素複合体電極の密度を制御できる。
第１の実施例より、本目的に適した活性炭／炭素複合体
電極の密度は０．７０〜０．８５ｇ／ｃｍ3 の範囲であ
る。図７に、活性炭／炭素複合体電極の密度がこの範囲
に入る部分を斜線で示す。また、プレス圧力が０．０５
ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の場合は、形状が保持できないほども
ろくなった。従って、この斜線部分の範囲で成形できる
圧力は、０．１〜８．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 である。
【００３８】なお本実施例では、熱硬化性樹脂としてフ
ェノール樹脂を用いているが、フラン樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アリルジグリコール
カーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタンのうち少なくとも１
種類の樹脂を用いても同様の結果が得られる。
ェノール樹脂を用いているが、フラン樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アリルジグリコール
カーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタンのうち少なくとも１
種類の樹脂を用いても同様の結果が得られる。
【００３９】また本実施例では、活性炭として活性炭粉
末を用いているが活性炭として活性炭繊維を用いても同
様の結果が得られる。
末を用いているが活性炭として活性炭繊維を用いても同
様の結果が得られる。
【００４０】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。
る。
【００４１】粉末の充填密度が０．３２ｇ／ｃｍ3 と
０．５７ｇ／ｃｍ3 である活性炭粉末それぞれとフェノ
ール樹脂粉末を合わせた重量１に対して、活性炭の重量
比を０．７とし、さらにアセトン０．３を加えて混練す
る。フェノール樹脂は、粉末状のフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂を用いる。得られた混練物を真空乾燥機を
用いて真空中５０℃で３時間程度乾燥することにより残
存する溶剤を除去し、アトライタにより粉砕する。得ら
れた粉砕粉１００重量％に対して、押し出しバインダー
として、２０、３０、４０、５０、６０、７０、の割合
でメチルセルロースを混合し、総量１００重量％に対し
て４０重量％の水を添加混合した後、混練機を用いて粘
度状態になるまで混練する。
０．５７ｇ／ｃｍ3 である活性炭粉末それぞれとフェノ
ール樹脂粉末を合わせた重量１に対して、活性炭の重量
比を０．７とし、さらにアセトン０．３を加えて混練す
る。フェノール樹脂は、粉末状のフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂を用いる。得られた混練物を真空乾燥機を
用いて真空中５０℃で３時間程度乾燥することにより残
存する溶剤を除去し、アトライタにより粉砕する。得ら
れた粉砕粉１００重量％に対して、押し出しバインダー
として、２０、３０、４０、５０、６０、７０、の割合
でメチルセルロースを混合し、総量１００重量％に対し
て４０重量％の水を添加混合した後、混練機を用いて粘
度状態になるまで混練する。
【００４２】得られた混練物を用いて、押し出し成形機
により幅１０ｃｍ×厚み０．８ｃｍで連続的に押し出し
成形する。得られた成形物を１０５℃において２時間乾
燥し、長さ１０ｃｍに分割する。この成形体を電気炉で
窒素ガス雰囲気中９００℃で２時間熱処理することによ
り、フェノール樹脂が炭化されて活性炭／炭素複合体が
得られる。
により幅１０ｃｍ×厚み０．８ｃｍで連続的に押し出し
成形する。得られた成形物を１０５℃において２時間乾
燥し、長さ１０ｃｍに分割する。この成形体を電気炉で
窒素ガス雰囲気中９００℃で２時間熱処理することによ
り、フェノール樹脂が炭化されて活性炭／炭素複合体が
得られる。
【００４３】本実施例で得られた活性炭／炭素複合体電
極の密度を図８に示す。図８に示すように、押し出しバ
インダーの添加量によって、活性炭／炭素複合体電極の
密度を制御できる。第１の実施例より、本目的に適した
活性炭／炭素複合体電極の密度は０．７０〜０．８５ｇ
／ｃｍ3 の範囲である。図８に、活性炭／炭素複合体電
極の密度がこの範囲に入る部分を斜線で示す。この斜線
部分の範囲で成形できる押し出しバインダーの添加量は
３０〜６０重量％である。
極の密度を図８に示す。図８に示すように、押し出しバ
インダーの添加量によって、活性炭／炭素複合体電極の
密度を制御できる。第１の実施例より、本目的に適した
活性炭／炭素複合体電極の密度は０．７０〜０．８５ｇ
／ｃｍ3 の範囲である。図８に、活性炭／炭素複合体電
極の密度がこの範囲に入る部分を斜線で示す。この斜線
部分の範囲で成形できる押し出しバインダーの添加量は
３０〜６０重量％である。
【００４４】なお本実施例では、熱硬化性樹脂としてフ
ェノール樹脂を用いているが、フラン樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アリルジグリコール
カーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタンのうち少なくとも１
種類の樹脂を用いても同様の結果が得られる。
ェノール樹脂を用いているが、フラン樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アリルジグリコール
カーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタンのうち少なくとも１
種類の樹脂を用いても同様の結果が得られる。
【００４５】また本実施例では、活性炭として活性炭粉
末を用いているが活性炭として活性炭繊維を用いても同
様の結果が得られる。
末を用いているが活性炭として活性炭繊維を用いても同
様の結果が得られる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、大容量か
つ低温特性に優れた電気二重層コンデンサに適した活性
炭／炭素複合体の密度と厚みの関係を見いだした。さら
に、原料活性炭の混合量と活性炭の粉末充填密度の関係
を見いだした。また、プレス成形時の圧力あるいは押し
出し成形時の押し出しバインダーの添加量を制御するこ
とで、大容量かつ低温特性に優れた電気二重層コンデン
サに適した活性炭／炭素複合体電極を実現した。
つ低温特性に優れた電気二重層コンデンサに適した活性
炭／炭素複合体の密度と厚みの関係を見いだした。さら
に、原料活性炭の混合量と活性炭の粉末充填密度の関係
を見いだした。また、プレス成形時の圧力あるいは押し
出し成形時の押し出しバインダーの添加量を制御するこ
とで、大容量かつ低温特性に優れた電気二重層コンデン
サに適した活性炭／炭素複合体電極を実現した。
【図１】本発明の活性炭／炭素複合体を分極性電極に用
いた電気二重層コンデンサの断面図である。
いた電気二重層コンデンサの断面図である。
【図２】本発明の活性炭／炭素複合体電極の電極密度と
活性炭／フェノール樹脂の混合比の関係の説明図であ
る。
活性炭／フェノール樹脂の混合比の関係の説明図であ
る。
【図３】本発明の活性炭／炭素複合体を分極性電極に用
いた電気二重層コンデンサの容量と活性炭／炭素複合体
電極の電極密度の関係の説明図である。
いた電気二重層コンデンサの容量と活性炭／炭素複合体
電極の電極密度の関係の説明図である。
【図４】本発明の活性炭混合比と原料活性炭粉末の充填
密度の関係の説明図である。
密度の関係の説明図である。
【図５】本発明の２５℃における活性炭／炭素複合体を
分極性電極に用いた電気二重層コンデンサの容量と活性
炭／炭素複合体電極の厚さの関係の説明図である。
分極性電極に用いた電気二重層コンデンサの容量と活性
炭／炭素複合体電極の厚さの関係の説明図である。
【図６】本発明の−２０℃における活性炭／炭素複合体
を分極性電極に用いた電気二重層コンデンサの容量と活
性炭／炭素複合体電極の厚さの関係の説明図である。
を分極性電極に用いた電気二重層コンデンサの容量と活
性炭／炭素複合体電極の厚さの関係の説明図である。
【図７】本発明の活性炭／炭素複合体電極の電極密度と
プレス圧力の関係の説明図である。
プレス圧力の関係の説明図である。
【図８】本発明の活性炭／炭素複合体電極の電極密度と
押し出しバインダー添加量の関係の説明図である。
押し出しバインダー添加量の関係の説明図である。
１ 分極性電極 ２ セパレータ ３ 集電体 ４ ガスケット ５ 支持体 ６ 端子板 ７ 固定板 ８ ボルト・ナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 忍 愛知県丹羽郡大口町余野三丁目496番地 (72)発明者 清水 孝純 愛知県一宮市大字高田字北門37番地
Claims (10)
- 【請求項１】 活性炭と炭素の複合材料である活性炭／
炭素複合材料よりなる分極性電極であって、前記活性炭
が活性炭粉末よりなり、前記炭素が熱硬化性樹脂を炭化
することにより生成されたものであり、かつ前記活性炭
／炭素複合材料の密度が０．７０から０．８５ｇ／ｃｍ
3 であり、前記活性炭／炭素複合材料の厚みが０．７か
ら３．０ｃｍであることを特徴とする分極性電極。 - 【請求項２】 前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂、エポキシ樹
脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタ
ンのグループから選択された少なくとも１つの樹脂であ
ることを特徴とする請求項１記載の分極性電極。 - 【請求項３】 前記活性炭粉末の充填密度をＤとする
と、前記活性炭粉末と前記熱硬化性樹脂とを合わせた重
量に対する活性炭粉末の重量比Ｒが Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２４〜０．３
９） で表されることを特徴とする請求項１記載の分極性電
極。 - 【請求項４】 請求項１記載の分極性電極を製造する方
法において、 活性炭粉末と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る
混合工程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る
成形工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理す
ることにより前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を
分極性電極として得る熱処理工程とを含む分極性電極の
製造方法であって、 前記成形工程が０．１から８．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の圧
力での加圧成形で行われることを特徴とする分極性電極
の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の分極性電極を製造する方
法において、 活性炭粉末と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る
混合工程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る
成形工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理す
ることにより前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を
分極性電極として得る熱処理工程を含む分極性電極の製
造方法であって、 前記混合工程は、活性炭粉末と、熱硬化性樹脂と、前記
活性炭粉末と前記熱硬化性樹脂とを合わせた重量に対し
て３０から６０重量％の熱可塑性樹脂バインダーとを混
合して混合粉体を得るものであり、 前記成形工程が押し出し成形で行われることを特徴とす
る分極性電極の製造方法。 - 【請求項６】 活性炭と炭素の複合材料である活性炭／
炭素複合材料よりなる分極性電極であって、前記活性炭
が活性炭繊維よりなり、前記炭素が熱硬化性樹脂を炭化
することにより生成されたものであり、かつ前記活性炭
／炭素複合材料の密度が０．７０から０．８５ｇ／ｃｍ
3 であり、前記活性炭／炭素複合材料の厚みが０．７か
ら３．０ｃｍであることを特徴とする分極性電極。 - 【請求項７】 前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂、エポキシ樹
脂、ビニルエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタ
ンのグループから選択された少なくとも１つの樹脂であ
ることを特徴とする請求項６記載の分極性電極。 - 【請求項８】 前記活性炭繊維の充填密度をＤとする
と、前記活性炭繊維と前記熱硬化性樹脂とを合わせた重
量に対する活性炭繊維の重量比Ｒが Ｒ＝（０．８０〜１．００）Ｄ＋（０．２４〜０．３
９） で表されることを特徴とする請求項６記載の分極性電
極。 - 【請求項９】 請求項６記載の分極性電極を製造する方
法において、 活性炭繊維と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る
混合工程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る
成形工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理す
ることにより前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を
分極性電極として得る熱処理工程とを含む分極性電極の
製造方法であって、 前記成形工程が０．１から８．０ｔｏｎｆ／ｃｍ2 の圧
力での加圧成形で行われることを特徴とする分極性電極
の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項６記載の分極性電極を製造する
方法において、 活性炭繊維と熱硬化性樹脂とを混合して混合粉体を得る
混合工程と、この混合粉体から所定形状の成形体を得る
成形工程と、この成形体を非酸化性雰囲気中で熱処理す
ることにより前記熱硬化性樹脂を炭化して活性炭電極を
分極性電極として得る熱処理工程を含む分極性電極の製
造方法であって、 前記混合工程は、活性炭繊維と、熱硬化性樹脂と、前記
活性炭繊維と前記熱硬化性樹脂とを合わせた重量に対し
て３０から６０重量％の熱可塑性樹脂バインダーとを混
合して混合粉体を得るものであり、 前記成形工程が押し出し成形で行われることを特徴とす
る分極性電極の製造方法。
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| JP9284787A JPH11121300A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 分極性電極及びその製造方法 |
| KR1019980043533A KR100277444B1 (ko) | 1997-10-17 | 1998-10-17 | 전기 이중층 캐패시터에 사용하기 위한 분극 가능 전극으로서적합한 활성탄/탄소 혼합물 전극 및 그 제조 방법 |
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|---|---|---|---|
| JP9284787A JPH11121300A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 分極性電極及びその製造方法 |
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