JPH11297579A - 電気二重層コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサ及びその製造方法Info
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- JPH11297579A JPH11297579A JP10099613A JP9961398A JPH11297579A JP H11297579 A JPH11297579 A JP H11297579A JP 10099613 A JP10099613 A JP 10099613A JP 9961398 A JP9961398 A JP 9961398A JP H11297579 A JPH11297579 A JP H11297579A
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- double layer
- electrode
- conductive
- layer capacitor
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- 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
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】充放電サイクルによる性能劣化が少なく、長期
の作動信頼性に優れた電気二重層コンデンサの提供。 【解決手段】有機電解液使用電気二重層コンデンサにお
いて、炭素質材料を主体とする電極を、沸点１６０℃以
下の溶剤を含有するエポキシ樹脂をバインダ成分として
含む導電性接着剤を介して集電体表面に接合する。
の作動信頼性に優れた電気二重層コンデンサの提供。 【解決手段】有機電解液使用電気二重層コンデンサにお
いて、炭素質材料を主体とする電極を、沸点１６０℃以
下の溶剤を含有するエポキシ樹脂をバインダ成分として
含む導電性接着剤を介して集電体表面に接合する。
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、特に作動信頼性に優れた電気二重層コンデンサに関
する。
サ、特に作動信頼性に優れた電気二重層コンデンサに関
する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、電極と電解液
との界面に形成される電気二重層に電荷を蓄積すること
を原理としており、電気二重層コンデンサの容量密度を
向上させるため、電極には高比表面積の活性炭、カーボ
ンブラック等の炭素材料、金属又は導電性金属酸化物の
微粒子等が用いられる。充電及び放電を効率よく行うた
め、電極は集電体と呼ばれる金属や黒鉛等の電子伝導性
の抵抗の小さい層や箔に接合されている。集電体には通
常電気化学的に耐食性の高いアルミウム等のバルブ金
属、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼等
が使用されている。
との界面に形成される電気二重層に電荷を蓄積すること
を原理としており、電気二重層コンデンサの容量密度を
向上させるため、電極には高比表面積の活性炭、カーボ
ンブラック等の炭素材料、金属又は導電性金属酸化物の
微粒子等が用いられる。充電及び放電を効率よく行うた
め、電極は集電体と呼ばれる金属や黒鉛等の電子伝導性
の抵抗の小さい層や箔に接合されている。集電体には通
常電気化学的に耐食性の高いアルミウム等のバルブ金
属、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼等
が使用されている。
【０００３】電気二重層コンデンサには、電解液として
有機電解液を用いたものと水系電解液を用いたものがあ
るが、作動電圧が高く、充電状態のエネルギ密度を大き
くできる点で有機電解液を用いた電気二重層コンデンサ
が注目されている。有機電解液を用いる場合、電気二重
層コンデンサの内部に水分が存在すると、水分が電気分
解して性能の劣化を招くため、電極は充分に脱水する必
要があり、通常、減圧下で加熱する乾燥処理が施されて
いる。
有機電解液を用いたものと水系電解液を用いたものがあ
るが、作動電圧が高く、充電状態のエネルギ密度を大き
くできる点で有機電解液を用いた電気二重層コンデンサ
が注目されている。有機電解液を用いる場合、電気二重
層コンデンサの内部に水分が存在すると、水分が電気分
解して性能の劣化を招くため、電極は充分に脱水する必
要があり、通常、減圧下で加熱する乾燥処理が施されて
いる。
【０００４】電極には主に活性炭が使用されるが、活性
炭は通常粉末状であるため、例えばポリテトラフルオロ
エチレン（以下、ＰＴＦＥという）等の含フッ素樹脂を
含むバインダと混合してシート状電極に成形し、集電体
と電気的に接続させた電極体として用いることが知られ
ている。このとき、電極と集電体を密着させ、かつ電気
的な接触抵抗が小さくなるように、導電性接着層を介し
て接合したものも多くある。しかし、含フッ素樹脂は接
着が難しい性質を有しており、接合強度を高くすること
が難しい。
炭は通常粉末状であるため、例えばポリテトラフルオロ
エチレン（以下、ＰＴＦＥという）等の含フッ素樹脂を
含むバインダと混合してシート状電極に成形し、集電体
と電気的に接続させた電極体として用いることが知られ
ている。このとき、電極と集電体を密着させ、かつ電気
的な接触抵抗が小さくなるように、導電性接着層を介し
て接合したものも多くある。しかし、含フッ素樹脂は接
着が難しい性質を有しており、接合強度を高くすること
が難しい。
【０００５】導電性接着層は電気化学的な耐食性を必要
とされるので、電子伝導性を与えるフィラーとしてカー
ボンブラックや黒鉛等の非金属系材料が含まれることが
好ましい。さらに接合強度を確保するため、導電性接着
層には種々のバインダ成分が使用される。この目的に使
用されるバインダ成分としては、セルロース、ポリビニ
ルアルコール等の樹脂（特開昭５９−３９１５、特開昭
６２−２００７１５）、水ガラス等の無機系バインダ成
分（特開平２−８２６０８）や、ポリイミド系樹脂（特
開平９−２７０３７０）が知られている。
とされるので、電子伝導性を与えるフィラーとしてカー
ボンブラックや黒鉛等の非金属系材料が含まれることが
好ましい。さらに接合強度を確保するため、導電性接着
層には種々のバインダ成分が使用される。この目的に使
用されるバインダ成分としては、セルロース、ポリビニ
ルアルコール等の樹脂（特開昭５９−３９１５、特開昭
６２−２００７１５）、水ガラス等の無機系バインダ成
分（特開平２−８２６０８）や、ポリイミド系樹脂（特
開平９−２７０３７０）が知られている。
【０００６】しかし、セルロース、ポリビニルアルコー
ル等の樹脂系バインダ成分を含む導電性接着剤を用いた
場合、有機電解液に対する耐性が不充分なため、電極と
集電体が剥離を起こしやすい。また、耐熱性が１２０℃
前後であるため高温での乾燥処理ができず、活性炭に吸
着している残存水分を充分には除去しがたく、その残存
水分が電気分解して電気二重層コンデンサの性能が劣化
する等の問題がある。
ル等の樹脂系バインダ成分を含む導電性接着剤を用いた
場合、有機電解液に対する耐性が不充分なため、電極と
集電体が剥離を起こしやすい。また、耐熱性が１２０℃
前後であるため高温での乾燥処理ができず、活性炭に吸
着している残存水分を充分には除去しがたく、その残存
水分が電気分解して電気二重層コンデンサの性能が劣化
する等の問題がある。
【０００７】また、水ガラス等の無機系バインダでは、
耐熱性は高いが電極と金属集電体との接着強度が不充分
であり、アルカリ成分の溶出や残留水分によって電気二
重層コンデンサの性能劣化が起きる問題がある。ポリイ
ミド系樹脂は耐熱性、接着性の面では充分であるが、樹
脂を溶解する溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンの
ような極性の高い高沸点の溶剤を用いなければならない
ため、溶剤の除去の点で問題がある。
耐熱性は高いが電極と金属集電体との接着強度が不充分
であり、アルカリ成分の溶出や残留水分によって電気二
重層コンデンサの性能劣化が起きる問題がある。ポリイ
ミド系樹脂は耐熱性、接着性の面では充分であるが、樹
脂を溶解する溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンの
ような極性の高い高沸点の溶剤を用いなければならない
ため、溶剤の除去の点で問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
における問題点を解決し、電極中の水分がきわめて少な
く、電極と集電体との接合強度が強く、接着剤中の溶剤
の除去が容易であり、性能劣化の起きにくい電気二重層
コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
における問題点を解決し、電極中の水分がきわめて少な
く、電極と集電体との接合強度が強く、接着剤中の溶剤
の除去が容易であり、性能劣化の起きにくい電気二重層
コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素材料を主
体とする電極を接着層を介して集電体と接合してなる電
極体と、前記電極体との界面に電気二重層を形成する有
機電解液と、を有する電気二重層コンデンサにおいて、
前記接着層が、導電性粉末、エポキシ系樹脂、硬化剤及
び沸点が１６０℃以下の溶剤を含有する導電性接着剤を
硬化してなることを特徴とする電気二重層コンデンサを
提供する。
体とする電極を接着層を介して集電体と接合してなる電
極体と、前記電極体との界面に電気二重層を形成する有
機電解液と、を有する電気二重層コンデンサにおいて、
前記接着層が、導電性粉末、エポキシ系樹脂、硬化剤及
び沸点が１６０℃以下の溶剤を含有する導電性接着剤を
硬化してなることを特徴とする電気二重層コンデンサを
提供する。
【００１０】本発明の電気二重層コンデンサにおいて、
導電性接着剤に含まれるバインダ成分は、エポキシ系樹
脂、硬化剤、及び低沸点の溶剤からなるエポキシ樹脂で
あるが、この接着剤を硬化してなる接着層は、耐熱性と
機械的強度とのバランスに優れており、電極と集電体と
の接着力及び耐食性等にも優れた硬化樹脂である。
導電性接着剤に含まれるバインダ成分は、エポキシ系樹
脂、硬化剤、及び低沸点の溶剤からなるエポキシ樹脂で
あるが、この接着剤を硬化してなる接着層は、耐熱性と
機械的強度とのバランスに優れており、電極と集電体と
の接着力及び耐食性等にも優れた硬化樹脂である。
【００１１】本発明で用いられるエポキシ系樹脂として
は、各種のエポキシ系樹脂が使用できるが、接着力、耐
熱性等の特性バランスがとれていることや、純度、作業
性に優れることから、ビスフェノールＡタイプ及びビス
フェノールＦタイプ等のフェノール系グリシジルエーテ
ル型、１，６−ジヒドロキシナフタレン型、フェノール
ノボラック型、及びクレゾールノボラック型が好適であ
る。
は、各種のエポキシ系樹脂が使用できるが、接着力、耐
熱性等の特性バランスがとれていることや、純度、作業
性に優れることから、ビスフェノールＡタイプ及びビス
フェノールＦタイプ等のフェノール系グリシジルエーテ
ル型、１，６−ジヒドロキシナフタレン型、フェノール
ノボラック型、及びクレゾールノボラック型が好適であ
る。
【００１２】このような樹脂としては、例えば、商品
名：エピコート８２７（油化シェルエポキシ社製）、商
品名：Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１Ｊ（ダウケミカル日本社製）
等のビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂、商品名：エ
ピコート８０７（油化シェルエポキシ社製）等のビスフ
ェノールＦタイプエポキシ樹脂、商品名: ＨＰ−４０３
２Ｄ（大日本インキ化学工業社製）等の１，６−ジヒド
ロキシナフタレンタイプエポキシ樹脂、商品名: エピコ
ート１５４（油化シェルエポキシ社製）等のフェノール
ノボラックタイプエポキシ樹脂、商品名: エピコート１
８０Ｈ６５（油化シェルエポキシ社製）等のクレゾール
ノボラックタイプエポキシ樹脂等が挙げられる。これら
のエポキシ系樹脂は単独で使用しても２種以上を混合し
て使用してもよい。
名：エピコート８２７（油化シェルエポキシ社製）、商
品名：Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１Ｊ（ダウケミカル日本社製）
等のビスフェノールＡタイプエポキシ樹脂、商品名：エ
ピコート８０７（油化シェルエポキシ社製）等のビスフ
ェノールＦタイプエポキシ樹脂、商品名: ＨＰ−４０３
２Ｄ（大日本インキ化学工業社製）等の１，６−ジヒド
ロキシナフタレンタイプエポキシ樹脂、商品名: エピコ
ート１５４（油化シェルエポキシ社製）等のフェノール
ノボラックタイプエポキシ樹脂、商品名: エピコート１
８０Ｈ６５（油化シェルエポキシ社製）等のクレゾール
ノボラックタイプエポキシ樹脂等が挙げられる。これら
のエポキシ系樹脂は単独で使用しても２種以上を混合し
て使用してもよい。
【００１３】本発明で用いられる硬化剤としては、エポ
キシ系樹脂硬化剤として通常知られているものがいずれ
も使用できるが、硬化物が耐熱性を有するようにジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタフェニ
レンジアミン等の１級又は２級のアミノ基を２個以上含
むアミン系硬化剤、又はジシアンジアミドのような潜在
型硬化剤が特に好ましい。これらの硬化剤は、単独で使
用してもよく、２種以上混合して使用してもよい。硬化
剤の好ましい添加量はその種類によって大きく異なる
が、製造工程にあわせて選択される硬化時間に合わせて
適宜選択できる。
キシ系樹脂硬化剤として通常知られているものがいずれ
も使用できるが、硬化物が耐熱性を有するようにジエチ
レントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタフェニ
レンジアミン等の１級又は２級のアミノ基を２個以上含
むアミン系硬化剤、又はジシアンジアミドのような潜在
型硬化剤が特に好ましい。これらの硬化剤は、単独で使
用してもよく、２種以上混合して使用してもよい。硬化
剤の好ましい添加量はその種類によって大きく異なる
が、製造工程にあわせて選択される硬化時間に合わせて
適宜選択できる。
【００１４】本発明で用いられる沸点が１６０℃以下の
溶剤としては、芳香族系溶剤としてトルエン、ｏ−キシ
レン、ｍ−キシレン、脂肪族系溶剤としてｎ−ヘキサ
ン、ケトン系溶剤としてメチルエチルケトン、セロソル
ブ系溶剤としてｎ−ブチルセロソルブ等の溶剤がエポキ
シ系樹脂と反応せずにエポキシ系樹脂を高濃度で溶解で
きるので好ましい。これらの溶剤は、単独で使用しても
２種以上の混合溶剤として使用してもよく、エポキシ系
樹脂を溶解して導電性接着剤が所望の粘度となるように
加える。
溶剤としては、芳香族系溶剤としてトルエン、ｏ−キシ
レン、ｍ−キシレン、脂肪族系溶剤としてｎ−ヘキサ
ン、ケトン系溶剤としてメチルエチルケトン、セロソル
ブ系溶剤としてｎ−ブチルセロソルブ等の溶剤がエポキ
シ系樹脂と反応せずにエポキシ系樹脂を高濃度で溶解で
きるので好ましい。これらの溶剤は、単独で使用しても
２種以上の混合溶剤として使用してもよく、エポキシ系
樹脂を溶解して導電性接着剤が所望の粘度となるように
加える。
【００１５】また、導電性接着層に含まれるエポキシ系
樹脂と硬化剤との合量の割合は、導電性粉末、エポキシ
系樹脂及び硬化剤の合量に対し、１０〜７０重量％であ
ることが好ましい。１０重量％未満では良好な接着性が
得られず、一方７０重量％を超えると、導電性が急激に
低下する。
樹脂と硬化剤との合量の割合は、導電性粉末、エポキシ
系樹脂及び硬化剤の合量に対し、１０〜７０重量％であ
ることが好ましい。１０重量％未満では良好な接着性が
得られず、一方７０重量％を超えると、導電性が急激に
低下する。
【００１６】本発明では、導電性接着層を形成するため
の接着剤中に、導電性粉末、エポキシ系樹脂、硬化剤及
び沸点１６０℃以下の溶剤以外に、硬化触媒、カップリ
ング剤等の表面処理剤及びその他の添加剤を必要に応じ
て配合してもよい。
の接着剤中に、導電性粉末、エポキシ系樹脂、硬化剤及
び沸点１６０℃以下の溶剤以外に、硬化触媒、カップリ
ング剤等の表面処理剤及びその他の添加剤を必要に応じ
て配合してもよい。
【００１７】硬化触媒としては、例えば２−エチル−４
−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイ
ミダゾール等のイミダゾール類が、硬化を速やかに進め
るために少量添加されてもよい。また、導電性粉末の樹
脂との濡れ性、樹脂中への分散性を改善するために、該
粉末に対し１重量％程度の脂肪酸、各種シランカップリ
ング剤等の表面処理剤を配合して導電性粉末を表面処理
してから使用してもよい。また、その他、レベリング
剤、分散剤等を加えてもよい。
−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイ
ミダゾール等のイミダゾール類が、硬化を速やかに進め
るために少量添加されてもよい。また、導電性粉末の樹
脂との濡れ性、樹脂中への分散性を改善するために、該
粉末に対し１重量％程度の脂肪酸、各種シランカップリ
ング剤等の表面処理剤を配合して導電性粉末を表面処理
してから使用してもよい。また、その他、レベリング
剤、分散剤等を加えてもよい。
【００１８】本発明において、導電性接着層に含まれる
導電性粉末としては、電気化学的な耐食性を必要とさ
れ、非金属が好ましい。特にカーボンブラックや黒鉛等
の導電性炭素材料の使用が好ましい。
導電性粉末としては、電気化学的な耐食性を必要とさ
れ、非金属が好ましい。特にカーボンブラックや黒鉛等
の導電性炭素材料の使用が好ましい。
【００１９】本発明の電気二重層コンデンサでは、導電
性接着層のバインダ成分である、エポキシ系樹脂及び硬
化剤からなる、溶剤除去後のエポキシ樹脂は耐熱性が高
いため、電極を集電体と接合させた後でも高温下で加熱
又は減圧下で加熱処理することによって炭素材料中にあ
る水分を充分に乾燥除去できる。また、上記バインダ成
分は有機電解液に対する耐性があり、含フッ素樹脂をバ
インダとする電極シートと金属等の集電体との接着強度
もきわめて優れる。このため、大電流密度で充放電サイ
クルを繰り返しても、長期間にわたって電圧を印加して
も、作動性能が安定しており、電極の内部抵抗の増加を
少なくできる。
性接着層のバインダ成分である、エポキシ系樹脂及び硬
化剤からなる、溶剤除去後のエポキシ樹脂は耐熱性が高
いため、電極を集電体と接合させた後でも高温下で加熱
又は減圧下で加熱処理することによって炭素材料中にあ
る水分を充分に乾燥除去できる。また、上記バインダ成
分は有機電解液に対する耐性があり、含フッ素樹脂をバ
インダとする電極シートと金属等の集電体との接着強度
もきわめて優れる。このため、大電流密度で充放電サイ
クルを繰り返しても、長期間にわたって電圧を印加して
も、作動性能が安定しており、電極の内部抵抗の増加を
少なくできる。
【００２０】上記バインダ成分に用いるエポキシ樹脂は
樹脂粉末又はワニスとして入手できるので、必要に応じ
て溶剤に溶解して溶液とし、この溶液に導電性フィラー
としてカーボンブラックや黒鉛微粒子を均一に分散させ
ることにより懸濁液状の接着剤が得られる。この接着剤
を集電体の表面に塗工し、次いでこの塗工面にあらかじ
めシート状に成形した電極をのせて圧着し、加熱乾燥す
ることにより電極と集電体が一体化した電極体が得られ
る。
樹脂粉末又はワニスとして入手できるので、必要に応じ
て溶剤に溶解して溶液とし、この溶液に導電性フィラー
としてカーボンブラックや黒鉛微粒子を均一に分散させ
ることにより懸濁液状の接着剤が得られる。この接着剤
を集電体の表面に塗工し、次いでこの塗工面にあらかじ
めシート状に成形した電極をのせて圧着し、加熱乾燥す
ることにより電極と集電体が一体化した電極体が得られ
る。
【００２１】本発明の電気二重層コンデンサの電極の炭
素材料は、比表面積が７００〜２５００ｍ2 ／ｇ、特に
は１０００〜２０００ｍ2 ／ｇであると容量が大きく強
度も高くできるので好ましい。炭素材料としては活性
炭、カーボンブラック、ポリアセン等が挙げられるが、
特に活性炭粉末を使用することが好ましく、導電材とし
て高導電性カーボンブラックを加えて使用するとさらに
好ましい。この場合、導電材は電極中に５〜２０重量％
含まれることが好ましい。
素材料は、比表面積が７００〜２５００ｍ2 ／ｇ、特に
は１０００〜２０００ｍ2 ／ｇであると容量が大きく強
度も高くできるので好ましい。炭素材料としては活性
炭、カーボンブラック、ポリアセン等が挙げられるが、
特に活性炭粉末を使用することが好ましく、導電材とし
て高導電性カーボンブラックを加えて使用するとさらに
好ましい。この場合、導電材は電極中に５〜２０重量％
含まれることが好ましい。
【００２２】また、通常、正極、負極ともに上記電極を
用いて電気二重層コンデンサを構成するが、正極又は負
極の一方のみを上記電極とし、もう一方の電極に充放電
可能な非分極性電極材料、すなわち二次電池用活物質材
料を主成分として使用してもよい。
用いて電気二重層コンデンサを構成するが、正極又は負
極の一方のみを上記電極とし、もう一方の電極に充放電
可能な非分極性電極材料、すなわち二次電池用活物質材
料を主成分として使用してもよい。
【００２３】本発明における電極にはバインダとして含
フッ素樹脂が含まれることが好ましい。特にポリテトラ
フルオロエチレンは耐熱性、耐薬品性を有し、繊維化さ
せることにより少量でも電極に強度を付与し、電極の導
電性を阻害しにくいので好ましい。電極の強度と導電性
のバランスの観点から、バインダは電極中に５〜２０重
量％含まれることが好ましい。
フッ素樹脂が含まれることが好ましい。特にポリテトラ
フルオロエチレンは耐熱性、耐薬品性を有し、繊維化さ
せることにより少量でも電極に強度を付与し、電極の導
電性を阻害しにくいので好ましい。電極の強度と導電性
のバランスの観点から、バインダは電極中に５〜２０重
量％含まれることが好ましい。
【００２４】上記の電極を電気的に接続する集電体は、
導電性に優れ、かつ電気化学的に耐久性のある材料であ
ればよく、アルミニウムやチタンやタンタル等のバルブ
金属、ステンレス鋼、金や白金等の貴金属、黒鉛やグラ
ッシーカーボンやカーボンブラックを含む導電性ゴム等
の炭素系材料等が好ましく使用できる。特に軽量で導電
性に優れ電気化学的に安定していることからアルミニウ
ムが好ましい。
導電性に優れ、かつ電気化学的に耐久性のある材料であ
ればよく、アルミニウムやチタンやタンタル等のバルブ
金属、ステンレス鋼、金や白金等の貴金属、黒鉛やグラ
ッシーカーボンやカーボンブラックを含む導電性ゴム等
の炭素系材料等が好ましく使用できる。特に軽量で導電
性に優れ電気化学的に安定していることからアルミニウ
ムが好ましい。
【００２５】電極はシート状に成形した後、導電性接着
剤を介して集電体に接合されることが好ましく、電極の
作製方法としては、例えば活性炭粉末とカーボンブラッ
クと含フッ素樹脂と液状潤滑材との混合物を混練した後
圧延してシート状に成形する。得られたシート状電極は
あらかじめ集電体に導電性接着剤を塗工した面の上にの
せて圧着し、好ましくは１５０℃以上の高温下、さらに
好ましくは減圧下で加熱乾燥することにより導電性接着
剤が硬化して強固に集電体と電極を接合できる。電極体
の生産性向上のためには１５０〜１７０℃で減圧乾燥す
ることがさらに好ましい。
剤を介して集電体に接合されることが好ましく、電極の
作製方法としては、例えば活性炭粉末とカーボンブラッ
クと含フッ素樹脂と液状潤滑材との混合物を混練した後
圧延してシート状に成形する。得られたシート状電極は
あらかじめ集電体に導電性接着剤を塗工した面の上にの
せて圧着し、好ましくは１５０℃以上の高温下、さらに
好ましくは減圧下で加熱乾燥することにより導電性接着
剤が硬化して強固に集電体と電極を接合できる。電極体
の生産性向上のためには１５０〜１７０℃で減圧乾燥す
ることがさらに好ましい。
【００２６】また、電極は、含フッ素樹脂を溶媒に溶解
した溶液に炭素材料を分散させてスラリーとなし、該ス
ラリーを集電体に塗工して形成してもよい。この場合も
スラリーは、あらかじめ集電体に導電性接着剤を塗工し
た面の上に塗工し、１５０℃以上の高温下、特には減圧
下で加熱乾燥することが好ましい。
した溶液に炭素材料を分散させてスラリーとなし、該ス
ラリーを集電体に塗工して形成してもよい。この場合も
スラリーは、あらかじめ集電体に導電性接着剤を塗工し
た面の上に塗工し、１５０℃以上の高温下、特には減圧
下で加熱乾燥することが好ましい。
【００２７】本発明の電気二重層コンデンサに使用され
る有機電解液は特に限定されず、公知の有機溶媒にイオ
ン解離性の塩類を含む有機電解液を使用できる。なかで
もＲ 1 Ｒ2 Ｒ3 Ｒ4 Ｎ+ 、Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｒ4 Ｐ+ （Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、はそれぞれ独立に炭素数１〜６
のアルキル基）等の第４級オニウムカチオンと、Ｂ
Ｆ4 -、ＰＦ6 -、ＣｌＯ4 -、ＣＦ3 ＳＯ3 -等のアニオンと
からなる塩を有機溶媒に溶解させた有機電解液を使用す
るのが好ましい。
る有機電解液は特に限定されず、公知の有機溶媒にイオ
ン解離性の塩類を含む有機電解液を使用できる。なかで
もＲ 1 Ｒ2 Ｒ3 Ｒ4 Ｎ+ 、Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｒ4 Ｐ+ （Ｒ
1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、はそれぞれ独立に炭素数１〜６
のアルキル基）等の第４級オニウムカチオンと、Ｂ
Ｆ4 -、ＰＦ6 -、ＣｌＯ4 -、ＣＦ3 ＳＯ3 -等のアニオンと
からなる塩を有機溶媒に溶解させた有機電解液を使用す
るのが好ましい。
【００２８】上記有機溶媒としては、プロピレンカーボ
ネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート
等のカーボネート類、γ−ブチルラクトン等のラクトン
類、スルホラン又はこれらの混合溶媒が好ましく使用で
きる。
ネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネート
等のカーボネート類、γ−ブチルラクトン等のラクトン
類、スルホラン又はこれらの混合溶媒が好ましく使用で
きる。
【００２９】
【実施例】水蒸気賦活法で得られたやしがら活性炭粉末
（平均粒径１０μｍ、比表面積１８００ｍ2 ／ｇ）８０
重量％、ポリテトラフルオロエチレン１０重量％及びカ
ーボンブラック１０重量％からなる混合物にエタノール
を加えて混練し、混練物をシート状に成形し、さらに厚
さ０．３ｍｍにロール圧延して電極シートを作製した。
このシートから４０ｍｍ角の電極シートを切り取り、こ
れをエッチング処理を施した厚さ０．１ｍｍのアルミニ
ウム箔集電体の表面に、以下の導電性接着剤（ａ）〜
（ｈ）を介して接着固定し、それぞれ表１に示した温度
にて減圧下で３時間加熱して乾燥処理し、各電極中の水
分を除去した。
（平均粒径１０μｍ、比表面積１８００ｍ2 ／ｇ）８０
重量％、ポリテトラフルオロエチレン１０重量％及びカ
ーボンブラック１０重量％からなる混合物にエタノール
を加えて混練し、混練物をシート状に成形し、さらに厚
さ０．３ｍｍにロール圧延して電極シートを作製した。
このシートから４０ｍｍ角の電極シートを切り取り、こ
れをエッチング処理を施した厚さ０．１ｍｍのアルミニ
ウム箔集電体の表面に、以下の導電性接着剤（ａ）〜
（ｈ）を介して接着固定し、それぞれ表１に示した温度
にて減圧下で３時間加熱して乾燥処理し、各電極中の水
分を除去した。
【００３０】乾燥後の集電体と接合された電極体を、低
湿度のアルゴンガスを充たしたグローブボックスに移
し、有機電解液として１ｍｏｌ／ｌのテトラエチルアン
モニウムテトラフルオロボレートを含むプロピレンカー
ボネート溶液を充分含浸させ、２枚の電極を間にポリプ
ロピレン繊維の不織布からなるセパレータ紙を挟んで対
向させ、電気二重層コンデンサを組み立てた。
湿度のアルゴンガスを充たしたグローブボックスに移
し、有機電解液として１ｍｏｌ／ｌのテトラエチルアン
モニウムテトラフルオロボレートを含むプロピレンカー
ボネート溶液を充分含浸させ、２枚の電極を間にポリプ
ロピレン繊維の不織布からなるセパレータ紙を挟んで対
向させ、電気二重層コンデンサを組み立てた。
【００３１】得られた電気二重層コンデンサの初期の放
電容量及び内部抵抗を測定した後、４０℃の恒温槽中で
０〜２．８Ｖの間で１Ａの定電流による充放電を３００
０サイクル繰り返し、３０００サイクル後の放電容量及
び内部抵抗を測定し、サイクル試験前後の性能変化を観
察することにより、電気二重層コンデンサの長期的な作
動信頼性を加速的に評価した。結果を表１に示す。な
お、表１において、例１〜５は本発明の実施例、例６〜
８は本発明の比較例である。
電容量及び内部抵抗を測定した後、４０℃の恒温槽中で
０〜２．８Ｖの間で１Ａの定電流による充放電を３００
０サイクル繰り返し、３０００サイクル後の放電容量及
び内部抵抗を測定し、サイクル試験前後の性能変化を観
察することにより、電気二重層コンデンサの長期的な作
動信頼性を加速的に評価した。結果を表１に示す。な
お、表１において、例１〜５は本発明の実施例、例６〜
８は本発明の比較例である。
【００３２】［導電性接着剤（ａ）］導電性カーボンブ
ラック粉末１０ｇに、ビスフェノールＡタイプエポキシ
樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８
２７）を１．８ｇ、硬化剤としてジエチレントリアミン
（ＤＥＴＡ）を０．２０ｇ、及び溶剤としてメチルエチ
ルケトン（沸点８０℃）を１０ｇを充分に混合し調製し
た。
ラック粉末１０ｇに、ビスフェノールＡタイプエポキシ
樹脂（油化シェルエポキシ社製、商品名：エピコート８
２７）を１．８ｇ、硬化剤としてジエチレントリアミン
（ＤＥＴＡ）を０．２０ｇ、及び溶剤としてメチルエチ
ルケトン（沸点８０℃）を１０ｇを充分に混合し調製し
た。
【００３３】［導電性接着剤（ｂ）］硬化剤としてジエ
チレントリアミンのかわりにトリエチレンテトラミンを
０．２３ｇ用いた以外は導電性接着剤（ａ）と同様にし
て調製した。
チレントリアミンのかわりにトリエチレンテトラミンを
０．２３ｇ用いた以外は導電性接着剤（ａ）と同様にし
て調製した。
【００３４】［導電性接着剤（ｃ）］硬化剤としてジエ
チレントリアミンのかわりにメタキシリレンジアミンを
０．３０ｇ用いた以外は導電性接着剤（ａ）と同様にし
て調製した。
チレントリアミンのかわりにメタキシリレンジアミンを
０．３０ｇ用いた以外は導電性接着剤（ａ）と同様にし
て調製した。
【００３５】［導電性接着剤（ｄ）］硬化剤としてジエ
チレントリアミンのかわりにジシアンジアミドを０．１
０ｇを用い、溶媒としてメチルエチルケトンのかわりに
メチルイソブチルケトン（沸点１１８℃）２．５ｇとｍ
−キシレン（沸点１３９℃）２．５ｇとを混合して用い
た以外は導電性接着剤（ａ）と同様にして調製した。
チレントリアミンのかわりにジシアンジアミドを０．１
０ｇを用い、溶媒としてメチルエチルケトンのかわりに
メチルイソブチルケトン（沸点１１８℃）２．５ｇとｍ
−キシレン（沸点１３９℃）２．５ｇとを混合して用い
た以外は導電性接着剤（ａ）と同様にして調製した。
【００３６】［導電性接着剤（ｅ）］エポキシ樹脂とし
てエピコート８２７のかわりにフェノールノボラックタ
イプのエピコート１５４（油化シェルエポキシ社製）を
１．８ｇを用いた以外は導電性接着剤（ａ）と同様にし
て調製した。
てエピコート８２７のかわりにフェノールノボラックタ
イプのエピコート１５４（油化シェルエポキシ社製）を
１．８ｇを用いた以外は導電性接着剤（ａ）と同様にし
て調製した。
【００３７】［導電性接着剤（ｆ）］導電性カーボンブ
ラック粉末１０ｇに、ポリイミド樹脂（商品名：Ｕ−ワ
ニス、宇部興産社製）を固形分として２．５ｇを混合
し、さらに粘度調整のためにＮ−メチル−２−ピロリド
ンで希釈し調製した。
ラック粉末１０ｇに、ポリイミド樹脂（商品名：Ｕ−ワ
ニス、宇部興産社製）を固形分として２．５ｇを混合
し、さらに粘度調整のためにＮ−メチル−２−ピロリド
ンで希釈し調製した。
【００３８】［導電性接着剤（ｇ）］導電性カーボンブ
ラック粉末１０ｇに、ポリビニルアルコール系樹脂（商
品名：ゴーセノール、日本合成化学社製）を固形分とし
て２．５ｇを混合し、さらに粘度調整のためにメチルエ
チルケトンで希釈し調製した。なお、ポリビニルアルコ
ール系樹脂は耐熱性が低いため、硬化温度は１２０℃と
した。
ラック粉末１０ｇに、ポリビニルアルコール系樹脂（商
品名：ゴーセノール、日本合成化学社製）を固形分とし
て２．５ｇを混合し、さらに粘度調整のためにメチルエ
チルケトンで希釈し調製した。なお、ポリビニルアルコ
ール系樹脂は耐熱性が低いため、硬化温度は１２０℃と
した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【発明の効果】本発明の電気二重層コンデンサは、充放
電サイクル試験を高温で行って加速的に評価すると、導
電性接着剤を比較的低い温度で硬化させたにもかかわら
ず、容量減少と内部抵抗の上昇が小さい。本発明によれ
ば、長期間使用しても性能劣化が少なく、作動信頼性に
優れた電気二重層コンデンサが提供できる。
電サイクル試験を高温で行って加速的に評価すると、導
電性接着剤を比較的低い温度で硬化させたにもかかわら
ず、容量減少と内部抵抗の上昇が小さい。本発明によれ
ば、長期間使用しても性能劣化が少なく、作動信頼性に
優れた電気二重層コンデンサが提供できる。
Claims (4)
- 【請求項１】炭素材料を主体とする電極を接着層を介し
て集電体と接合してなる電極体と、前記電極体との界面
に電気二重層を形成する有機電解液と、を有する電気二
重層コンデンサにおいて、前記接着層が、導電性粉末、
エポキシ系樹脂、硬化剤及び沸点が１６０℃以下の溶剤
を含有する導電性接着剤を硬化してなることを特徴とす
る電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】前記電極が、バインダとして含フッ素樹脂
を含む請求項１記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】有機電解液の溶質が、第４級アンモニウム
塩又は第４級ホスホニウム塩である請求項１又は２記載
の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項４】炭素材料を主体とする電極を接着層を介し
て集電体と接合してなる電極体と、前記電極体との界面
に電気二重層を形成する有機電解液と、を有する電気二
重層コンデンサの製造方法において、前記電極をシート
状に成形した後、導電性粉末、エポキシ系樹脂、硬化
剤、及び沸点が１６０℃以下の溶剤を含有する導電性接
着剤を介して集電体に接合し、１５０℃以上で加熱乾燥
することを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09961398A JP3991437B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 電気二重層コンデンサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09961398A JP3991437B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 電気二重層コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297579A true JPH11297579A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3991437B2 JP3991437B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=14251953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09961398A Expired - Fee Related JP3991437B2 (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 電気二重層コンデンサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3991437B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6638385B2 (en) * | 2000-09-26 | 2003-10-28 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing an electrode assembly for an electronic double layer capacitor |
| US7092240B2 (en) * | 2002-11-29 | 2006-08-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Process for production of electrode for electric double layer capacitor |
| JP2016505865A (ja) * | 2012-11-06 | 2016-02-25 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | 高耐熱吸遮音材の製造方法 |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP09961398A patent/JP3991437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6638385B2 (en) * | 2000-09-26 | 2003-10-28 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing an electrode assembly for an electronic double layer capacitor |
| US7092240B2 (en) * | 2002-11-29 | 2006-08-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Process for production of electrode for electric double layer capacitor |
| JP2016505865A (ja) * | 2012-11-06 | 2016-02-25 | 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ | 高耐熱吸遮音材の製造方法 |
| US9956927B2 (en) | 2012-11-06 | 2018-05-01 | Hyundai Motor Company | Manufacturing method of highly heat-resistant sound absorbing and insulating materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3991437B2 (ja) | 2007-10-17 |
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