JPH01196807A - カーボンペースト電極 - Google Patents
カーボンペースト電極Info
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- JPH01196807A JPH01196807A JP63023161A JP2316188A JPH01196807A JP H01196807 A JPH01196807 A JP H01196807A JP 63023161 A JP63023161 A JP 63023161A JP 2316188 A JP2316188 A JP 2316188A JP H01196807 A JPH01196807 A JP H01196807A
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- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、カーボンペースト電極に係わり、とくに電気
二重層コンデンサ用のカーボンペースト電極に関する。
二重層コンデンサ用のカーボンペースト電極に関する。
カーボンペースト電極を用いた電気二重層コンデンサは
、例えば次の構成からなる。すなわち、リング状の非導
電性ガスケットとその片面を完全に封止するイオン不透
過の導電性セパレータで形成されるガスケット内の凹部
に充填される粉末活性炭と電解質溶液からなるカーボン
ペースト電極との一対が、絶縁性でイオン透過性を有す
る多孔性セパレータを介して合体され、カーボンペース
ト電極対が非導電性ガスケットおよび導電性セパレータ
により保持され、外界から遮断され、かつ多孔性セパレ
ータにより電気的に絶縁される構造からなる。
、例えば次の構成からなる。すなわち、リング状の非導
電性ガスケットとその片面を完全に封止するイオン不透
過の導電性セパレータで形成されるガスケット内の凹部
に充填される粉末活性炭と電解質溶液からなるカーボン
ペースト電極との一対が、絶縁性でイオン透過性を有す
る多孔性セパレータを介して合体され、カーボンペース
ト電極対が非導電性ガスケットおよび導電性セパレータ
により保持され、外界から遮断され、かつ多孔性セパレ
ータにより電気的に絶縁される構造からなる。
この種の電気二重層コンデンサ（以後基本セルと称す）
の電極となるカーボンペースト電極としては、従来、電
解質に硫酸が使われている。また、粉末活性炭としては
、主に素灰系活性炭が使われている。このカーボンペー
スト電極においては、ペースト内の活性炭粉末と硫酸と
の分離の抑制、および自己放電特性の安定化を目的とし
て、硫酸にポリ−４−ビニルピリジン（以下、Ｐ４ＶＰ
と称す）を溶解させ、界面活性剤およびバインダーとし
ての機能を持たせていた。
の電極となるカーボンペースト電極としては、従来、電
解質に硫酸が使われている。また、粉末活性炭としては
、主に素灰系活性炭が使われている。このカーボンペー
スト電極においては、ペースト内の活性炭粉末と硫酸と
の分離の抑制、および自己放電特性の安定化を目的とし
て、硫酸にポリ−４−ビニルピリジン（以下、Ｐ４ＶＰ
と称す）を溶解させ、界面活性剤およびバインダーとし
ての機能を持たせていた。
一方、カーボンペーストは、基本セル内に、ドクターナ
イフ工法により充填される。よって、当工法に適した流
動性と粘度を保持しなければならない。特に粘度が高く
なり、かつ流動性がなくなると、基本セル内へ充填され
るカーボンペースト重量が減少し、基本セル内に占める
、カーボンペーストの体積使用効率ＶＰ〔％〕が低下す
る。そのために、カーボンペースト中の硫酸と粉末活性
炭の混合重量比は、ある適度な範囲に限定される。
イフ工法により充填される。よって、当工法に適した流
動性と粘度を保持しなければならない。特に粘度が高く
なり、かつ流動性がなくなると、基本セル内へ充填され
るカーボンペースト重量が減少し、基本セル内に占める
、カーボンペーストの体積使用効率ＶＰ〔％〕が低下す
る。そのために、カーボンペースト中の硫酸と粉末活性
炭の混合重量比は、ある適度な範囲に限定される。
さらに、硫酸と粉末活性炭の混合重量比により、カーボ
ンペースト中の粉末活性炭の充填密度ρ。
ンペースト中の粉末活性炭の充填密度ρ。
［ｇ／ｃ＋＋？、：］が定まる。電気二重層コンデンサ
の静電容量は、上述のρ。とｖＰに依存し、実際の粉末
まる。
の静電容量は、上述のρ。とｖＰに依存し、実際の粉末
まる。
〔発明が解決しようとする問題７ｄ〕
従来の素灰系粉末活性炭に比し、フェノール樹脂系粉末
活性炭と、Ｐ４ＶＰを溶解した硫酸とでカーボンペース
トを調製すると、Ｐ４ＶＰの溶解濃度がカーボンペース
トの流動性、粘度、および硫酸対粉末活性炭の混合重量
比により大きな影響を与えることが確認された。よって
、前述のρ。
活性炭と、Ｐ４ＶＰを溶解した硫酸とでカーボンペース
トを調製すると、Ｐ４ＶＰの溶解濃度がカーボンペース
トの流動性、粘度、および硫酸対粉末活性炭の混合重量
比により大きな影響を与えることが確認された。よって
、前述のρ。
の充填密度Ｃｇ ／ ａｎｔ：］ 、 Ｖｐ ：カーボ
ンペーストが基本セル内に占める体積使用効率〔％〕）
をより安定させるために、Ｐ４ＶＰの溶解濃度に適正な
範囲が与えられなければならない。
ンペーストが基本セル内に占める体積使用効率〔％〕）
をより安定させるために、Ｐ４ＶＰの溶解濃度に適正な
範囲が与えられなければならない。
上述した従来のカーボンペースト電極に対し、本発明は
、フェノール樹脂系粉末活性炭と、Ｐ４ＶＰを溶解した
硫酸との組合せでカーボンペースト内の粉末活性炭の充
填密度と、ドクターナイフ工法による体積使用効率を最
適化し、粉末活性炭の実質的な充填密度を安定させるた
めに、硫酸中のＰ４ＶＰ濃度に範囲を与える点に相違点
を有する。
、フェノール樹脂系粉末活性炭と、Ｐ４ＶＰを溶解した
硫酸との組合せでカーボンペースト内の粉末活性炭の充
填密度と、ドクターナイフ工法による体積使用効率を最
適化し、粉末活性炭の実質的な充填密度を安定させるた
めに、硫酸中のＰ４ＶＰ濃度に範囲を与える点に相違点
を有する。
本発明のカーボンペースト電極は、フェノール樹脂系粉
末活性炭と、Ｐ４ＶＰが０．１〜０．８重量％の範囲で
溶解した硫酸からなる。
末活性炭と、Ｐ４ＶＰが０．１〜０．８重量％の範囲で
溶解した硫酸からなる。
次に本発明の実施例を詳述する。
〔実施例１〕
第４図は、本発明のカーボンペースト電極を適用した電
気二重層コンデンサの基本セルの縦断面図である。図中
、１はカーボンペースト電極、２はイオン透過性で非電
子伝導性の多孔性セパレータ、３は絶縁性のガスケット
、４は導電性セパレータ、５は基本セルである。第５図
は、基本セル５の積層体６の外観図である。
気二重層コンデンサの基本セルの縦断面図である。図中
、１はカーボンペースト電極、２はイオン透過性で非電
子伝導性の多孔性セパレータ、３は絶縁性のガスケット
、４は導電性セパレータ、５は基本セルである。第５図
は、基本セル５の積層体６の外観図である。
平均粒子径２μｍ（光透過式遠心沈降法による）、比表
面積１２００ポ／ｇ（ＢＥＴ法による）のフェノール樹
脂系粉末活性炭を、第１表の硫酸Ａと混合して、流動性
を持ったカーボンペーストを調製する。次に厚さ０．４
ｍｍで、外形φ２３ｍｍ。
面積１２００ポ／ｇ（ＢＥＴ法による）のフェノール樹
脂系粉末活性炭を、第１表の硫酸Ａと混合して、流動性
を持ったカーボンペーストを調製する。次に厚さ０．４
ｍｍで、外形φ２３ｍｍ。
内径φ１８ｍｍに打抜かれたリング状の絶縁性ブチルゴ
ムシートを絶縁性ガスケット３となし、厚さ０．０５ｍ
ｍで、直径φ２３ｍｍの円板上に打ち抜かれた、導電性
カーボンを配合したホリブロビレンシートを導電性セパ
レータ４となし、両者を接着して形成された凹部に前述
のカーボンペーストをドクターナイフ工法で充填し、カ
ーボンペースト電極ｌとなす。この充填シート一対を厚
さ１１０μｍ 、直径φ２０印、空孔率１８％のポリエ
チレンを基材とした多孔性セパレータ２を介して合体し
、基本セル５を得た。さらに、基本セル５を６枚直列に
積層し、本発明例の積層体６を得た。
ムシートを絶縁性ガスケット３となし、厚さ０．０５ｍ
ｍで、直径φ２３ｍｍの円板上に打ち抜かれた、導電性
カーボンを配合したホリブロビレンシートを導電性セパ
レータ４となし、両者を接着して形成された凹部に前述
のカーボンペーストをドクターナイフ工法で充填し、カ
ーボンペースト電極ｌとなす。この充填シート一対を厚
さ１１０μｍ 、直径φ２０印、空孔率１８％のポリエ
チレンを基材とした多孔性セパレータ２を介して合体し
、基本セル５を得た。さらに、基本セル５を６枚直列に
積層し、本発明例の積層体６を得た。
第１表
硫酸重量Ｃｇ）＋Ｐ ４ ＶＰ：１１量〔ｇ〕次に、カ
ーボンペースト電極１に含まれる硫酸が、第１表の硫酸
Ｂであること以外は、前述の本発明例と、同一材料・形
状・構成の積層体を、合わせて製作した。
ーボンペースト電極１に含まれる硫酸が、第１表の硫酸
Ｂであること以外は、前述の本発明例と、同一材料・形
状・構成の積層体を、合わせて製作した。
Ａ、Ｂ両者のカーボンペーストにおける、活性炭の充填
密度ρ。Ｃｇ／ｃ＋Ｄと、基本セル内でのカーボンペー
ストの占有する体積使用効率ｖＰ〔％〕、また、Ａ、Ｅ
両者のカーボンペーストを充填した積層体を、公知を自
立型のケーシング構造にかしめ封口し、動作電圧５．５
ｖの電気二重層コンデンサとなし、それぞれ１０個ずつ
、静電容量と、自己放電特性を測定したところ、その平
均値は第２表すのごとくなった。
密度ρ。Ｃｇ／ｃ＋Ｄと、基本セル内でのカーボンペー
ストの占有する体積使用効率ｖＰ〔％〕、また、Ａ、Ｅ
両者のカーボンペーストを充填した積層体を、公知を自
立型のケーシング構造にかしめ封口し、動作電圧５．５
ｖの電気二重層コンデンサとなし、それぞれ１０個ずつ
、静電容量と、自己放電特性を測定したところ、その平
均値は第２表すのごとくなった。
第２表
自己放電特性：直流電圧５ｖを２４時間印加後、室温で
、端子間開放状態で ２４時間放置した後の残留電圧。
、端子間開放状態で ２４時間放置した後の残留電圧。
第２表ａより、Ｐ４ＶＰを溶解した硫酸Ａを用いたカー
ボンペーストの方が、粉末活性炭の充填密度ρ。［：ｇ
／ｃａｆｌは大きく、逆に基本セル内の体積使用効率は
低下し、両者の積ρ。×Ｖｐ は大きくなっている。
ボンペーストの方が、粉末活性炭の充填密度ρ。［：ｇ
／ｃａｆｌは大きく、逆に基本セル内の体積使用効率は
低下し、両者の積ρ。×Ｖｐ は大きくなっている。
また、第２表すより、硫酸Ａの方が、静電容量が大きい
。これは、第２表ａのρ。×ＮＬの値が大きいことによ
る。また自己放電特性も、硫酸Ａの方が優っている。こ
れも、前述したＰ４ＶＰのバインダー効果によると考え
られる。
。これは、第２表ａのρ。×ＮＬの値が大きいことによ
る。また自己放電特性も、硫酸Ａの方が優っている。こ
れも、前述したＰ４ＶＰのバインダー効果によると考え
られる。
以上より、硫酸にＰ４ＶＰを０．４５重量％溶解させた
方が、カーボンペーストに含まれる活性炭粉末の充填及
び、電気特性上優っているといえる。
方が、カーボンペーストに含まれる活性炭粉末の充填及
び、電気特性上優っているといえる。
〔実施例２〕
次に、カーボンペースト電極に含まれる硫酸が第３表の
内容の活性炭である以外は、実施例１と同一の材料・形
状・構造を有する電気二重層コンデンサを各１０個製作
した。それぞれのカーボンペーストのρ。ｒ Ｖ Ｐ
ｒρ。×五を第４表ａに電気１０〇 二重層コンデンサの静電容量、自己放電特性を第４表す
に示す。
内容の活性炭である以外は、実施例１と同一の材料・形
状・構造を有する電気二重層コンデンサを各１０個製作
した。それぞれのカーボンペーストのρ。ｒ Ｖ Ｐ
ｒρ。×五を第４表ａに電気１０〇 二重層コンデンサの静電容量、自己放電特性を第４表す
に示す。
第３表
第４表ａより、Ｐ４ＶＰ濃度が増加するにつれて、ρ。
は増加し、Ｖｐは低下する傾向にあることがわかる。ρ
。×ＶＰの値は、Ｐ４ＶＰ濃度１．０重量％で急激に低
下している。よって、第４表すの静電容量も、ρ。×ｙ
ムの値の大小関係と一致している。自己放電特性はほぼ
等しくなっている。
。×ＶＰの値は、Ｐ４ＶＰ濃度１．０重量％で急激に低
下している。よって、第４表すの静電容量も、ρ。×ｙ
ムの値の大小関係と一致している。自己放電特性はほぼ
等しくなっている。
以上、実施例１，２を総括すると、Ｐ４ＶＰ濃度を適正
範囲に設定することで、ρ。×ｙムと、静電容量を安定
させ得ることがわかる。
範囲に設定することで、ρ。×ｙムと、静電容量を安定
させ得ることがわかる。
第３表ａと第４表ａより、Ｐ４ＶＰ濃度とρ。
との関係を第１図に、Ｐ４ＶＰ濃度とｖＰとの関係を第
２図に示す。ρ。はＰ４ＶＰ濃度増大に伴い増加し、ｖ
Ｐは逆に低下することがわかる。
２図に示す。ρ。はＰ４ＶＰ濃度増大に伴い増加し、ｖ
Ｐは逆に低下することがわかる。
よって、Ｐ４ＶＰ濃度と、ρ。×Δアとの関係を図示す
ると第３図のごとく、上に凸の曲線となり、Ｐ４ＶＰ濃
度が０．１〜０．８重量％でρ。×ｙＬがはぼ一定とな
ることが確認された。
ると第３図のごとく、上に凸の曲線となり、Ｐ４ＶＰ濃
度が０．１〜０．８重量％でρ。×ｙＬがはぼ一定とな
ることが確認された。
第４表
自己放電特性：直流電圧５ｖを２４時間印加後、室温で
、端子間開放状態で ２４時間放置した後の残留電圧。
、端子間開放状態で ２４時間放置した後の残留電圧。
以上説明したように本発明は、フェノール樹脂系粉末活
性炭と、Ｐ４ＶＰを溶解した硫酸からなるカーボンペー
スト電極において、Ｐ４ＶＰ濃度を０．１〜０．８重量
％にすることで、粉末活性炭の
性炭と、Ｐ４ＶＰを溶解した硫酸からなるカーボンペー
スト電極において、Ｐ４ＶＰ濃度を０．１〜０．８重量
％にすることで、粉末活性炭の
第１図は本発明のＰ４ＶＰ濃度とρ。［：ｇ／ｃｎＤと
の関係を表わすプロット図、第２図は本発明のＰ４ＶＰ
濃度とｖｐ（％〕との関係を表わすプロット図、第３図
は、本発明のＰ４ＶＰ濃度と、ρ。ｘ−”−１： ｇ
／ｃｌ ：Ｉとの関係を表わすプロット図、第４図は、
本発明倒で製作した電気二重層コンデンサの基本セルの
縦断面図、第５図は基本セルの積層体の外観図である。 ｌ・・・・・・カーボンペースト電極、２・・・・・・
多孔性セハレータ、３・・・・・・絶縁性ガスケット、
４・・・・・・導Ｎ性セパレータ、５・・・・・・基本
セル、６・・・・・・積層体。 代理人 弁理士 内 原 音 半１記 事２図 ／Ｚ４゜ 茅５０
の関係を表わすプロット図、第２図は本発明のＰ４ＶＰ
濃度とｖｐ（％〕との関係を表わすプロット図、第３図
は、本発明のＰ４ＶＰ濃度と、ρ。ｘ−”−１： ｇ
／ｃｌ ：Ｉとの関係を表わすプロット図、第４図は、
本発明倒で製作した電気二重層コンデンサの基本セルの
縦断面図、第５図は基本セルの積層体の外観図である。 ｌ・・・・・・カーボンペースト電極、２・・・・・・
多孔性セハレータ、３・・・・・・絶縁性ガスケット、
４・・・・・・導Ｎ性セパレータ、５・・・・・・基本
セル、６・・・・・・積層体。 代理人 弁理士 内 原 音 半１記 事２図 ／Ｚ４゜ 茅５０
Claims (1)
- フェノール樹脂系粉末活性炭と硫酸水溶液との混合物を
両電極とする電気二重層コンデンサ用カーボンペースト
電極において、前記硫酸水溶液にポリ−４−ビニルピリ
ジンが０．１〜０．８重量％含まれることを特徴とする
電気二重層コンデンサ用カーボンペースト電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023161A JP2722477B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | カーボンペースト電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023161A JP2722477B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | カーボンペースト電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196807A true JPH01196807A (ja) | 1989-08-08 |
| JP2722477B2 JP2722477B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=12102885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63023161A Expired - Lifetime JP2722477B2 (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | カーボンペースト電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722477B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7092239B2 (en) | 2001-02-06 | 2006-08-15 | Nec Tokin Corporation | Electric double layer capacitor with improved activated carbon electrodes |
| WO2009058226A3 (en) * | 2007-10-31 | 2009-12-17 | Corning Incorporated | High energy density ultracapacitor |
| JP2010226111A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Avx Corp | 電気二重層コンデンサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4290615B2 (ja) * | 2004-07-21 | 2009-07-08 | 三洋電機株式会社 | 膜電極接合体、燃料電池スタック、燃料電池システムおよび膜電極接合体の製造方法 |
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| JPS6027113A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
| JPS60170172A (ja) * | 1984-02-13 | 1985-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 再充電可能な電気化学装置 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63023161A patent/JP2722477B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2010226111A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Avx Corp | 電気二重層コンデンサ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2722477B2 (ja) | 1998-03-04 |
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