JPH0351284B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0351284B2 JPH0351284B2 JP61155028A JP15502886A JPH0351284B2 JP H0351284 B2 JPH0351284 B2 JP H0351284B2 JP 61155028 A JP61155028 A JP 61155028A JP 15502886 A JP15502886 A JP 15502886A JP H0351284 B2 JPH0351284 B2 JP H0351284B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- double layer
- electric double
- layer capacitor
- acid
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、電気二重層コンデンサ、詳しくは耐
高温負荷特性および低温特性の優れた電気二重層
コンデンサに関するものである。 （従来の技術） このような電気二重層コンデンサに用いる電解
液としは従来、過塩素酸、６フツ化リン酸、４フ
ツ化ホウ酸またはトリフルオロメタンスルホン酸
のテトラアルキルアンモニウム塩、アンモニウム
塩またはアルカリ金属塩などの電解質を、プロピ
レンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセト
ニル、ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒に溶
解させて得られる電解液が知られている（特開昭
48−50255号、特開昭49−68254号、特開昭59−
232409号などの公報）。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電気二重層コ
ンデンサにおいては、一般にユニツトセルの耐電
圧は1.8V前後であり、主な用途であるメモリバ
ツクアツプ電源として用いる際には5.5Vの耐電
圧が必要とされるので３セルを直列に積層した状
態で製品化されていた。ユニツトセルの耐電圧を
2.75V以上に向上させれば２セルの積層で済み、
コストの低減が可能になるが、一方、従来の電気
二重層コンデンサでは2.75V以上の電圧を印加す
ると電解液の溶媒の分解が起るためコンデンサの
容量が低下したり、ガスの発生によつて外装ケー
スが膨張するために内部抵抗が増大したり、さら
には電解液がセルから漏れたりすることがあり、
特に高温度の下で使用したときに、このような劣
化現象が顕著にあらわれるという問題点があつ
た。 （問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため本発明は、分極性電
極と電極液との界面において形成される電気二重
層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、電
解液としてスルホラン、およびスルホラン誘導体
の中から選ばれた少なくとも１種類の溶媒と、プ
ロピレンカーボネートとの混合溶媒に電解質を溶
解させた溶液を用いることを特徴とする電気二重
層コンデンサを提供するものであり、本発明によ
るコンデンサは耐高温負荷特性および低温特性が
優れたものである。 本発明において使用されるスルホラン、および
スルホラン誘導体、たとえば３−メチルスルホラ
ンまたは２，４−ジメチルスルホランは電気化学
的な安定性が高く、電解酸化あるいは電解還元を
受けにくく、使用可能な電位領域が最も広い溶媒
の１つである。このため、電気二重層コンデンサ
に用いる電解液の溶媒として好適であり、3V以
上の高い電圧を印加しても溶媒の分解が起らず、
信頼性の高い耐電圧特性の優れた電気二重層コン
デンサを提供し得るものである。 しかし、一方ではスルホラン系溶媒は粘性が高
く、かつ凝固点も比較的高いために電解質溶液と
したときの電気伝導度が低く、特に低温領域にお
いてはコンデンサの内部抵抗が上昇することによ
り容量が低下してしまうという欠点があつた。本
発明は、凝固点が低く低温特性および電気化学的
安定性も優れた溶媒であるプロピレンカーボネー
トを、スルホラン系溶媒に混合することによつて
前記の欠点を解消したものである。 本発明において使用する混合溶媒中のプロピレ
ンカーボネートの含有率としては、高い電圧を印
加したときの電気化学安定性と低温特性を両立さ
せるためには、10〜80容量％とすることが好まし
く、さらに好ましくは15〜60容量％、最も好まし
くは20〜50容量％である。 本発明における電解液の電解質としては、通常
使用されているもの、たとえばアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、テトラアルキルアンモニウム、
テトラアルキルホスホニウムなどのカチオンと、
４塩化アルミン酸、４フツ化ホウ酸、６フツ化リ
ン酸、６フツ化ヒ酸、過塩素酸、パーフルオロメ
タンスルホン酸などのアニオンとを組合せてなる
塩が好適に使用される。これらの塩の中で、溶媒
に対する溶解度、溶液の電気伝導度および電気化
学安定性などの点で、テトラアルキルホスホニウ
ムまたはテトラアルキルアンモニウムの４フツ化
ホウ酸塩、６フツ化リン酸塩、６フツ化ヒ酸塩、
過塩素塩またはトリフルオロメタンスルホン酸塩
などは本発明における電解質として特に好適であ
る。 本発明において使用する分極電極の材質につい
ては、特に限定されないが、電解液に対して電気
化学的に不活性で、かつ比表面積の大きな活性炭
あるいは活性炭繊維を使用するのが好ましい。特
に、活性炭にポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）等の結着剤を添加し、ロール成型して
シート化し、また必要に応じて延伸処理などを施
した電極は、単位体積当たりの容量、強度、長期
信頼性に優れており好ましい。 （実施例） 次に、実施例および比較例を図面に基づいて具
体的に説明する。 本発明の実施例および比較的に共通したものと
して第１図に示すようなコイン型の電気二重層コ
ンデンサのユニツトセル（直径20mm、厚み2.0mm）
を次のようにして作製した。まず、活性炭粉末
（比表面積約2000m2／ｇ）に10重量％のポリテト
ラフルオロエチレンを添加して湿式混練によつて
シート化した。このようにして得られたシートを
円板状に打ち抜いて分極性電極１（直径15mm、厚
さ0.7mm）とし、分極性電極１とこれと同一の組
成、形状を有する分極電極２とをポリプロピレン
繊維不織布よりなるセパレータ３介してステンレ
ス鋼製のキヤツプ４およびステンレス鋼製の缶５
からなる外装容器中に収納する。次に、ユニツト
セル中に所定の電解液を注入して分極性電極１，
２およびセパレータ３中にこの電解液を充分に含
浸させた後、ポリプロピレン製パツキング６を介
してキヤツプ４および缶５の端部をかしめて封口
した。 前述のようにして作製した電気二重層コンデン
サのユニツトセルを使用し、第１表に示すような
種々の電解液を用いた各セルについて、2.8Vの
電圧を印加したときの初期容量（Fo）および内
部抵抗を測定した後、引続いてこのセルに2.8V
の電圧を印加しながら70℃で1000時間貯蔵した後
の容量(F)および内部抵抗を測定し、これらの測定
値を初期値と比較できるように第１表に示した。
内部抵抗は、交流二端子法（周波数1KHz）によ
つて20℃および−10℃において測定した。実施例
１〜10および比較例１、２における測定結果は第
１表に示した。
高温負荷特性および低温特性の優れた電気二重層
コンデンサに関するものである。 （従来の技術） このような電気二重層コンデンサに用いる電解
液としは従来、過塩素酸、６フツ化リン酸、４フ
ツ化ホウ酸またはトリフルオロメタンスルホン酸
のテトラアルキルアンモニウム塩、アンモニウム
塩またはアルカリ金属塩などの電解質を、プロピ
レンカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセト
ニル、ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒に溶
解させて得られる電解液が知られている（特開昭
48−50255号、特開昭49−68254号、特開昭59−
232409号などの公報）。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電気二重層コ
ンデンサにおいては、一般にユニツトセルの耐電
圧は1.8V前後であり、主な用途であるメモリバ
ツクアツプ電源として用いる際には5.5Vの耐電
圧が必要とされるので３セルを直列に積層した状
態で製品化されていた。ユニツトセルの耐電圧を
2.75V以上に向上させれば２セルの積層で済み、
コストの低減が可能になるが、一方、従来の電気
二重層コンデンサでは2.75V以上の電圧を印加す
ると電解液の溶媒の分解が起るためコンデンサの
容量が低下したり、ガスの発生によつて外装ケー
スが膨張するために内部抵抗が増大したり、さら
には電解液がセルから漏れたりすることがあり、
特に高温度の下で使用したときに、このような劣
化現象が顕著にあらわれるという問題点があつ
た。 （問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため本発明は、分極性電
極と電極液との界面において形成される電気二重
層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、電
解液としてスルホラン、およびスルホラン誘導体
の中から選ばれた少なくとも１種類の溶媒と、プ
ロピレンカーボネートとの混合溶媒に電解質を溶
解させた溶液を用いることを特徴とする電気二重
層コンデンサを提供するものであり、本発明によ
るコンデンサは耐高温負荷特性および低温特性が
優れたものである。 本発明において使用されるスルホラン、および
スルホラン誘導体、たとえば３−メチルスルホラ
ンまたは２，４−ジメチルスルホランは電気化学
的な安定性が高く、電解酸化あるいは電解還元を
受けにくく、使用可能な電位領域が最も広い溶媒
の１つである。このため、電気二重層コンデンサ
に用いる電解液の溶媒として好適であり、3V以
上の高い電圧を印加しても溶媒の分解が起らず、
信頼性の高い耐電圧特性の優れた電気二重層コン
デンサを提供し得るものである。 しかし、一方ではスルホラン系溶媒は粘性が高
く、かつ凝固点も比較的高いために電解質溶液と
したときの電気伝導度が低く、特に低温領域にお
いてはコンデンサの内部抵抗が上昇することによ
り容量が低下してしまうという欠点があつた。本
発明は、凝固点が低く低温特性および電気化学的
安定性も優れた溶媒であるプロピレンカーボネー
トを、スルホラン系溶媒に混合することによつて
前記の欠点を解消したものである。 本発明において使用する混合溶媒中のプロピレ
ンカーボネートの含有率としては、高い電圧を印
加したときの電気化学安定性と低温特性を両立さ
せるためには、10〜80容量％とすることが好まし
く、さらに好ましくは15〜60容量％、最も好まし
くは20〜50容量％である。 本発明における電解液の電解質としては、通常
使用されているもの、たとえばアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、テトラアルキルアンモニウム、
テトラアルキルホスホニウムなどのカチオンと、
４塩化アルミン酸、４フツ化ホウ酸、６フツ化リ
ン酸、６フツ化ヒ酸、過塩素酸、パーフルオロメ
タンスルホン酸などのアニオンとを組合せてなる
塩が好適に使用される。これらの塩の中で、溶媒
に対する溶解度、溶液の電気伝導度および電気化
学安定性などの点で、テトラアルキルホスホニウ
ムまたはテトラアルキルアンモニウムの４フツ化
ホウ酸塩、６フツ化リン酸塩、６フツ化ヒ酸塩、
過塩素塩またはトリフルオロメタンスルホン酸塩
などは本発明における電解質として特に好適であ
る。 本発明において使用する分極電極の材質につい
ては、特に限定されないが、電解液に対して電気
化学的に不活性で、かつ比表面積の大きな活性炭
あるいは活性炭繊維を使用するのが好ましい。特
に、活性炭にポリテトラフルオロエチレン
（PTFE）等の結着剤を添加し、ロール成型して
シート化し、また必要に応じて延伸処理などを施
した電極は、単位体積当たりの容量、強度、長期
信頼性に優れており好ましい。 （実施例） 次に、実施例および比較例を図面に基づいて具
体的に説明する。 本発明の実施例および比較的に共通したものと
して第１図に示すようなコイン型の電気二重層コ
ンデンサのユニツトセル（直径20mm、厚み2.0mm）
を次のようにして作製した。まず、活性炭粉末
（比表面積約2000m2／ｇ）に10重量％のポリテト
ラフルオロエチレンを添加して湿式混練によつて
シート化した。このようにして得られたシートを
円板状に打ち抜いて分極性電極１（直径15mm、厚
さ0.7mm）とし、分極性電極１とこれと同一の組
成、形状を有する分極電極２とをポリプロピレン
繊維不織布よりなるセパレータ３介してステンレ
ス鋼製のキヤツプ４およびステンレス鋼製の缶５
からなる外装容器中に収納する。次に、ユニツト
セル中に所定の電解液を注入して分極性電極１，
２およびセパレータ３中にこの電解液を充分に含
浸させた後、ポリプロピレン製パツキング６を介
してキヤツプ４および缶５の端部をかしめて封口
した。 前述のようにして作製した電気二重層コンデン
サのユニツトセルを使用し、第１表に示すような
種々の電解液を用いた各セルについて、2.8Vの
電圧を印加したときの初期容量（Fo）および内
部抵抗を測定した後、引続いてこのセルに2.8V
の電圧を印加しながら70℃で1000時間貯蔵した後
の容量(F)および内部抵抗を測定し、これらの測定
値を初期値と比較できるように第１表に示した。
内部抵抗は、交流二端子法（周波数1KHz）によ
つて20℃および−10℃において測定した。実施例
１〜10および比較例１、２における測定結果は第
１表に示した。
【表】
第１表から明らかなように、本発明によれば、
高温下において2.75V以上の高い電圧を印加して
も、従来のものと比較して容量の劣化が少なく、
かつ内部抵抗の温度依存性が小さい高信頼性の電
気二重層コンデンサを提供することができる。し
たがつて、メモリーバツクアツプ電源として
5.5Vの定格で使用するときには、従来の３セル
積層から２セル積層にしてコストを低減ることが
できる。また、２セル積層にすれば３セル積層の
場合と比べて容量を1.5倍にすることができるの
で実用的に極めて有利である。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、高温条件
下での容量劣化が少なく、内部抵抗の温度依存性
が小さい高信頼性の電気二重層コンデンサが得ら
れる。
高温下において2.75V以上の高い電圧を印加して
も、従来のものと比較して容量の劣化が少なく、
かつ内部抵抗の温度依存性が小さい高信頼性の電
気二重層コンデンサを提供することができる。し
たがつて、メモリーバツクアツプ電源として
5.5Vの定格で使用するときには、従来の３セル
積層から２セル積層にしてコストを低減ることが
できる。また、２セル積層にすれば３セル積層の
場合と比べて容量を1.5倍にすることができるの
で実用的に極めて有利である。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、高温条件
下での容量劣化が少なく、内部抵抗の温度依存性
が小さい高信頼性の電気二重層コンデンサが得ら
れる。
第１図は本発明による電気二重層コンデンサの
一実施例を示す部分断面図である。 １，２……分極性電極、３……セパレータ、４
……キヤツプ、５……缶、６……パツキング。
一実施例を示す部分断面図である。 １，２……分極性電極、３……セパレータ、４
……キヤツプ、５……缶、６……パツキング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 分極性電極と電解液との界面において形成さ
れる電気二重層を利用する電気二重層コンデンサ
において、前記電解液としてスルホラン、および
スルホラン誘導体の中から選ばれた少なくとも１
種類の溶媒と、プロピレンカーボネートとの混合
溶媒に電解質を溶解させた溶液を用いることを特
徴とする電気二重層コンデンサ。 ２ 前記混合溶媒におけるプロピレンカーボネー
トの含有率が、10〜80容量％である特許請求の範
囲第１項記載の電気二重層コンデンサ。 ３ 前記電解質が、テトラアルキルホスホニウム
またはテトラアルキルアンモニウムよりなるカチ
オンと、４フツ化ホウ酸、６フツ化リン酸、６フ
ツ化ヒ酸、過塩素酸またはトリフルオロメタンス
ルホン酸よりなるアニオンとを組合せた塩である
特許請求の範囲第２項記載の電気二重層コンデン
サ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155028A JPS6312122A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 電気二重層コンデンサ |
| US07/035,866 US4725927A (en) | 1986-04-08 | 1987-04-08 | Electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155028A JPS6312122A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6312122A JPS6312122A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0351284B2 true JPH0351284B2 (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=15597089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155028A Granted JPS6312122A (ja) | 1986-04-08 | 1986-07-03 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6312122A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101651704B1 (ko) | 2008-11-17 | 2016-08-26 | 스미또모 세이까 가부시키가이샤 | 술폰 화합물 |
| WO2013145890A1 (ja) | 2012-03-29 | 2013-10-03 | 住友精化株式会社 | 電気化学デバイス用電解液、アルミニウム電解コンデンサ及び電気二重層コンデンサ |
| EP3133623B1 (en) | 2014-04-16 | 2018-11-21 | Sumitomo Seika Chemicals Co. Ltd. | Solvent for electrolytic solution for use in electrochemical devices |
| WO2016157693A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電解コンデンサ |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP61155028A patent/JPS6312122A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6312122A (ja) | 1988-01-19 |
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