JPS62239513A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野］ 本発明は電気二重層コンデンサに関するものである。

［従来の技術］ 従来から電気二重層コンデンサ用電極としては活性炭繊
維よりなる布状物等の炭素質シート状物を用いることは
知られている（特開昭５５−９９７１４号、　　５９−
４８０１８吟、５９−８７８１７号、５９−１０５３１
２号、５９−１３８３２７号公報）、但し従来例は陽陰
極共同−の電極を用いており、有機電解液を用いた場合
でも、長時間３■程度の電圧を印加すると、陽極材料の
腐食、電解液の分解が起こり、それに伴なって８看の低
下が生じていた。

し発明が解決しようとする問題点］ 本発明は従来技術が有していた前記問題点を解決し、高
耐電圧を有する電気二重層コンデンサを提供することを
目的とするものである。

［問題点を解決するためのＬ段］ 本発明は重連の問題点を解決すべくなされたものであり
、陽極側と陰極側の電極として空孔率の異なる炭素質微
粉を主体とするシート状を用いたことを特徴とする電気
二爪層コンデンサを提供するものである。

次に本発明を更に旦体的に説明する。

本発明においては電極を微粉状の炭素質材料（炭素）で
構成する。微粉状のものは、例えば繊維状のものに比べ
て同じ比表面積をもつ場合にも、高容量になることが判
明した。このうち炭素微粉の比表面積が好ましくは１０
００〜３５００層’／ｇｒのものを用いた場合、好適な
結果が得られた。なお、炭素微粉の比表面積が増大する
と電極単位体積当りのコンデンサ容量（Ｆ／ｃ■３）は
増大する傾向があるが、比表面積のあまり大きい微粉を
使用した場合電極の機械的強度が低下し、コンデンサの
耐久性が低下する傾向があるので、比表面積は１０００
〜３５００＋ｓ２／ｇｒのものが使用される。また、炭
素微粉のかさ密度が、好ましくは０．１−　１．Ｏｇｒ
／＋＊（２、特には０．２〜０．５ｇｒ／ａＱが好まし
く、全細孔容積が好ましくは０．５〜２．０　ｔｓＱ／
ｇｒ　、特には０．７〜１．５ｍＱ／ｇｒ好ましいこと
が判明した。

このような微粉状の炭素質材料（炭素質微粉）としては
活性炭、カーポジブラックが好適に使用できる。

活性炭としては、好ましくはフェノール系、レーヨン系
、アクリル系、ピッチ系又はヤシガラ炭）Ｋが適当であ
り、またカーボンブラックとしてはチャンネルブラック
、アセチレンブランク、ファーネスブラックが適当であ
る。

ｌ二連の炭素粉に要すればバインダを加えて混練し、ロ
ール成型機等の押出し圧延によってシート状物とする。

バインダーとしてはポリテトラフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体、テトラフルオロエチル−六フッ化エチレ
ン共屯合体、三フッ化エチレン共重合体、フッ化ヒニリ
デン重合体又はテトラフルオロエチレン−クロロトリフ
ルオロエチレン共ｒｌｘ　合体”Ｊの含フツ素重合体等
の樹脂が好適に使用でき、特に、テトラフルオロエチレ
ンを用いた場合、耐久性２機械的強度等が優れた電極が
得られる。

なお、バインダーの使用料は炭素質微粉の５〜３０重量
％程度、シート状物の厚みは５００〜１２００μ程度と
するのが通商である。なお１本発明では、Ｌ記シート状
物は、更に好ましくは、−軸又は多軸方向に好ましくは
１．１〜２．０倍に延伸することにより、得られる’ｉ
ｆ；、極の機械的強度を改善できることが見い出された
。この延伸処理は、例えば、特開昭５９−１８８５４１
号公報等に記載される方法で、好ましくは室温〜２００
　”Ｃ！の温度で実施される。上記シート状物を製造す
る際。

ｌ、押し出し圧速後、−軸又は多軸方向に２０−３８０
℃雰囲気で１．１〜５−０倍の倍率で延伸する、 ２、溶媒（／ロピレンタルコール、エチレングリコール
、ｉ＆酸プロピレン簿）を炭素微粉、バインダー混合体
に吸液させてシート化し、後、加熱除去する、 ３、両極の炭素微粉の含有量種類を変える、ことにより
、本発明に好適なシート状物をうることができる。シー
ト状物の空孔率は好ましくは１０〜５０％を有するが、
１該空孔率は次の如く定義される。

シート状物のＮ　Ｌｌと体積を測定し、見かけ密度を算
出する（１）、次にバインダーに用いた材料がシート状
物と同一体積を占めた際の重量を算出する（２）　、　
（１）／（２＊のイ４をもって空孔率とする。

本発明の゛心棒と組み合せて使用する電解液としては特
に限定されることがなく、従来より公知ないしは周知の
ものが種々採用町１＠である。

かかる電解液としては、炭酸プロピレン、γ−ブチルラ
クトン、アセトニトリル、ジメチルボルムアミド、１．
２−ジメトキシエタン、スルポランあるいはニトロメタ
ンのごとき溶媒に、過塩素酸又はパーフルオロスルホン
酸のアルカリ金属塩又はテトラアルキルアンモニウム１
ｔＩＣ対陰イオンとしては過塩素酸イオン、六フフ化リ
ンイオン、パーフルオロメタスルポン酸イオン、四フッ
化ホウ素イオンなど）等の溶質を０．５〜１．５Ｍ程度
溶解させたものが例示される。前述したシート状物をコ
ンデンサの形状に合せて加［形成せしめた電極間に多孔
質セパレータを挟み、上記のような電解液を満たし、こ
れをケース中に密閉することにより電気二重層コンデン
サを得ることができる。

［実施例］ 実施例１ 比表面積３０００■２／ｇの活性炭Ａ（粒径２００メツ
シユ、全細孔容積１．４〜２．０ｃｃ／ｇ）７０重量％
にカーボンブラックＡ（粒径２００メツシユ、表面Ｍｉ
３００〜４００ｍｚ／ｇ、かさ密度０．２７ｃｃ／ｇ）
　２０重着％、ＰＴＦＥ粉宋（粒径０．３μ■）１０重
量％を加え更にエタノールを上記の２重量％を加え、乳
鉢中で混練し、ペースト状とし、このペーストをロール
成型機で厚み０．７ｍ層のシート状物に成型し、これを
元のシート状物とじ一軸方向に１．１倍に延伸し、空孔
率７０％のシート状物を得た、これを陽極側分極性電極
とし、同様に一軸方向に１．２倍に延伸し、空孔率９０
％のシート状物を得、これを陰極側分極性電極とする。

このシート状物を使用して以Ｆの方法により、電極ｒｎ
位体積当りの容；Ｉ′Ｌを求めた。

まず、内面にねじ山を設けたニッケル製円筒型有底容器
中に各々電解液を含浸させた被試験ｌｌ；１１極側シー
ト電極（３−１４ｃｍ２，０．７＋ｍｓ厚）、ポリプロ
ピレン不織布製セパレータ（４，９ｃ＋ｓ２．０．４１
厚）被試験陽極側シート電極（３，１４ｃｍ）。

０．７ｍ層厚）を順次重ねて配置する。この際シート電
極はセパレーターを挟んで完全に対向させた配置にする
。

つぎに、この容器に内外両面にねじ山を設けたポリテロ
ラフルオロエチレン製リングをねじ込みシート電極およ
びセパレータの位置を固定する。

そして、白金リード線付白金網集電体（２００メツシユ
）を先端に付けたねじ付きポリテトラフルオロエチレン
棒を前記リングの開口部にねじ込み、白金リード線とニ
ッケル製容器内の回通をＬＣＲメータ交潟二端子法で確
認することによりセットを完了する。なお、白金リード
線は前記棒の中心に設けた穴を介して外部に引きだしで
ある。

電解液としては、ＬＭテトラエチルアンモニウムパーク
ロレー）　　ｉｉ酸プロピレンを用い、この′１ヒ解液
を含浸させたセパレータとシートｑｖ極を容器内にセッ
トした後、２．８ｖで１時間定電圧充電を行なう、その
後、ｌ＋ｍＡで定’ｌｔｔ流放電し、放電時の端子時の
端子間電圧がＯＶに至るまでの時間を測定し、その値よ
り容量を算出した。

その後、上記試験コンデンサを７０℃乾燥器中に入れ２
．８Ｖの定電圧を印加し、５００時間経過後取り出し、
容はを同様に４一定し、劣化率を求めた。

実施例２ 陽極に実施例１のシート状物を一軸方向に１．１倍に延
伸し空孔率７０％としたものを用い、陰極に実施例のシ
ートを１．１５倍に延伸し、空孔率８０％のものを用い
る以外は実施例１と同様に行なった。

実施例３ 陽極に空孔率７０％、１１３極に空孔率７５％のもの比
較例 陽陰極に空孔率７０％のものを用いた以外は実施例１と
同様に行なった。

１：記実施例、比較例の容１に劣化率を次表に示す。

実施例４ 比表面積３０００＋ｓｚ／ｇ（７）活性ｉ＆　Ａ　７Ｏ
ｒ４　：１１％にカーホンブラックＡ２０セ猜％、ＰＴ
ＦＥ粉末（粒径０．３μｍ）　１０重量％を加え、実施
例１と同様にシート化し、空孔率９０％のシート状物を
得、これを陽極側分極性電極として用い、また陰極に比
表面積２０００ｍ？／ｇの活性炭Ｂ（粒径２００メツシ
ユ、全細孔容積１．０〜１．５ｃｃ／ｇ）？Ｏ玉Ｆ１１
％にカーボンブラックＡ　２Ｇ重量％、ＰＴＦＥ粉宋（
粒径０．３μｍ）　１０重量％を加え、実施例１と同様
にシート化し、空孔率８０％のシート状物を得、これを
分極性電極として用いた。その他は実施例１と同様に行
なった。

６縫劣化率　　　　２．５％ ［発明の効果］ 本発明による電極を用いた場合、従来例に比べ容量劣化
の少ないコンデンサが得られ、その工業的価値は大であ
るといえる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）陽極側と陰極の電極として炭素質微粉末を主体とす
   る空孔率の異なるシート状物を用いたことを特徴とする
   電気二重層コンデン サ。 ２）シート状物が、活性炭又はカーボンブラックをバイ
   ンダーで結着させたものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の電気二重層コンデンサ。 ３）空孔率の差が１０〜５０％でであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電気二重層コ
   ンデンサ。