JPH01204408A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電気二重層コンデンサ、特に、分極性電極に
活性炭を用いた電気二重層コンデンサに関する。

［従来の技術］ 一般に、電気二重層コンデンサは、分極性電極と電解液
との界面に形成される電気二重層を有しており、その電
気二重層において蓄電するようになっている。また、分
極性電極には、主に活性炭が使用されている。活性炭は
、植物系原料（木材。

木粉、木炭、ヤシ殻、リグニン、バルブ廃液など）、鉱
物系原料（石炭、コークス、ピッチなど）あるいは合成
樹脂（フェノール、ポリアクリロニトリル、セルロース
、塩化ビニールなど）を炭化。

賦活して製造されている。

［発明が解決しようとする課題］ 植物系原料あるいは鉱物系原料を用いた前記従来の電気
二重層コンデンサでは、活性炭が灰分を多く含むため、
電圧保持特性が劣るという欠点がある。

合成樹脂を原料に使った活性炭は灰分をほとんど含まな
い。また、この場合には、活性炭を製造する際に分解ガ
スや賦活ガスの拡散を考慮する必要があり、繊維状の樹
脂が適していることがわかっている。活性炭の原料とな
る合成樹脂には、融点や軟化点を持たない物質と、本来
は解重合や溶融を示し前処理で耐炎化される物質とに大
別される。前者の繊維状活性炭としてはフェノールのよ
うな熱硬化性樹脂を原料としたもの、後者の繊維状活性
炭としてはポリアクリロニトリル、セルロースを原料と
したものが製造されている。両者を比較した場合、紡糸
の容易さおよびコストの観点から、後者のポリアクリロ
ニトリル系およびセルロース系のものが優れている。

後者のものでは、前処理として炭化に先立ち２００〜４
００℃の酸化雰囲気中での熱処理によって耐炎化する必
要があり、この際の酸化時間を短縮するため周期律表■
族の化合物、特にＴ　ｉ　０２を使用するのが一般的で
ある（たとえば、特開昭５５−１０４９１０号）。しか
し、その場合には、ＴｌＯ２が活性炭中に残留してしま
う。ＴｉＯ２が活性炭中に一定量以上残留すると、Ｔｉ
が電解区応に関与して反応電流が無視できないほど流れ
るため、電気二重層コンデンサの電圧保持特性が劣化す
る。

なお、繊維状活性炭を製造する前処理の工程として耐炎
化があるが、これは不融化、熱安定化あるいは酸化と呼
ばれることがある。

本発明の目的は、電圧保持特性の優れた電気二重層コン
デンサを提供することにある。

Ｅ課届を解決するための手段］ 本発明に係る電気二重層コンデンサは、分極性電極と電
解液との界面に形成された電気二重層を利用した電気二
重層コンデンサである。そして、前記分極性電極は、熱
可塑性合成樹脂に耐炎化および賦活処理を施して製造し
た少なくともＴｉ化合物の含有量がＴｉに換算して０２
ｗｔ％以下の活性炭からなる。

なお、前記合成樹脂としては、たとえばポリアクリロニ
トリルあるいはセルロースが使用される。

また、前記合成樹脂は、好ましくは繊維状である。

さらに、前記活性炭は、好ましくは周期律表■族の元素
の含有量が０．２ｗｔ％以下である。

［作用］ 本発明に係る電気二重層コンデンサでは、分極性電極は
合成樹脂から製造されているので、灰分をほとんど含ん
でいない。また、当該分極性電極は、少なくともＴｉ化
合物の含有量がＴｉに換算して０．２ｗｔ％以下である
ので、反応電流が流れて電気二重層コンデンサの電圧保
持特性を劣化させるという問題は生じない。

このため、本発明によれば、電圧保持特性に優れた電気
二重層コンデンサを実現することができる。

［実施例］ この発明の一実施例を示す第１図において、電気二重層
コンデンサ１の円板状の各素子２は、６個が同心に積み
重ねられた状態で、カップ状のケース３内に収納されて
いる。各素子２は、第２図に示すように、中心部に配置
された１対の分極性電極４と、その中間部を分離するセ
パレータ５と、円環状のガスケット６と、ガスケット６
の上下に熱接着された１対の集電体７とを有している。

前記分極性電極４は、ガスケット６内に配置され、セパ
レータ５によって分離されている。分極性電極４は、合
成樹脂に耐炎化および賦活処理を施して製造した少なく
ともＴｉ化合物を含まない活性炭から構成されている。

セパレータ５は、ポリオレフィン系の微孔性フィルムや
不織布よりなり、周縁部が皿状に形成されている。この
皿状部分によって一方の分極性電極４を包み、分極性電
極４同士が周囲で短絡するのを防止するようになってい
る。セパレータ５および分極性電極４には、通常５０　
ｗ　ｔ％硫酸水溶液などの電解液が含浸されている。

上述のように構成された素子２は、第１図に示すように
重ねられ、周囲から絶縁性の熱収縮チューブ１０により
一体化させられた後、加圧状態でケース３内に収納され
る。なお、１１．１２はそれぞれ突片部を端子として引
き起こした金属板であり、絶縁板１３を介して組合わさ
れている。金属板１１には、最上部に配置された索子２
の上端面が当接し電気的に接続されている。金属板１２
は、ケース３に当接しており、ケース３を介して最下部
に配置された索子２に電気的に接続されている。

次に、より具体的に説明する。

実験例１ アクリロニトリル９１．０ｗｔ％、アクリル酸メチル９
．０ｗｔ％を含むポリアクリロニトリル用共重合溶液か
ら紡糸を行なう際にＴｉＯ２を添加したものと、添加し
ないものをそれぞれ用意した。それらポリアクリロニト
リルを原料とし、耐炎化および賦活処理を行なって、繊
維状活性炭を得た。

次に、得られた繊維状活性炭を粉砕した。２００メツシ
ユを通過した活性炭粉末８０重量部を水に分散させ、ク
ロロスルホン化ポリエチレンからなる人造ラテックス２
０重量部を加えて、十分に撹拌・混合した。次に、混合
溶液から水分を除去し、凝集状態の混合物を得た。その
混合物を解砕し、造粒した。得られた造粒粉をプレス機
などにより加圧することによって混合成形体を得た。得
られた混合成形体に硫酸水溶液を含浸させ、分極性電極
とした。

そして、第１図、第２図に示す電気二重層コンデンサ１
にこの分極性電極を採用した。このようにして得られた
電気二重層コンデンサの電圧保持特性を第１表に示す。

また、上述と同様にして、植物系である素灰を原料とし
た粉末活性炭を用いて製造した電気二重層コンデンサの
電圧保持特性を従来例として第１表に併せて示す。

第１表 第１表から明らかなように、ポリアクリロニトリル系活
性炭の灰分は、従来の素灰を原料にしたものよりも少な
い。その結果、ポリアクリロニトリル系活性炭を分極性
電極として用いた実施例１゜２および比較例の電圧保持
特性は、従来例に比べて改善された。また、本発明に係
る実施例では、Ｔｉ含含量量０．５ｗｔ％の比較例に比
べて、電圧保持特性が改善された。

実験例２ Ｔｉ０２を添加したセルロースと添加しないセルロース
とをそれぞれ用意した。それらセルロースを原料とし、
耐炎化および賦活処理を行なって繊維状活性炭を得た。

次に、得られた繊維状活性炭を粉砕し、実験例１と同様
にして電気二重層コンデンサを得た。

このようにして得られた電気二重層コンデンサの電圧保
持特性を第２表に示す。

第２表 第２表から明らかなように、本発明に係る実施例の場合
には、ＴｉＯ２を用いた比較例に比べて、電圧保持特性
が改善された。

なお、前記第１表および第２表において、電圧保持特性
は、２５℃、５Ｖで１５分間充電した後、２５℃、無負
荷状態で２４時間放置したときの端子間電圧を示してい
る。

［発明の効果］ 本発明に係る電気二重層コンデンサによれば、分極性電
極は、合成樹脂から製造され、しかも少なくともＴｉ化
合物の含有量がＴｉに加算して０゜２　ｗ　ｔ％以下な
ので、高い電圧保持特性を有する電気二重層コンデンサ
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電気二重層コンデンサの縦断面
図である。第２図は、素子の縦断面図である。 １は電気二重層コンデンサ、２は素子、４は分極性電極
である。 特許出願人　株式会社村田製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 分極性電極と電解液との界面に形成された電気二重層を
   利用した電気二重層コンデンサであって、前記分極性電
   極は、合成樹脂に耐炎化および賦活処理を施して製造し
   た、少なくともＴｉ化合物の含有量がＴｉに換算して０
   ．２ｗｔ％以下の活性炭からなる、 電気二重層コンデンサ。