JPH08236404A - 電気二重層コンデンサ用電解液 - Google Patents
電気二重層コンデンサ用電解液Info
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- JPH08236404A JPH08236404A JP4210195A JP4210195A JPH08236404A JP H08236404 A JPH08236404 A JP H08236404A JP 4210195 A JP4210195 A JP 4210195A JP 4210195 A JP4210195 A JP 4210195A JP H08236404 A JPH08236404 A JP H08236404A
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- electrolytic solution
- carbonate
- double layer
- electric double
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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】
【目的】 高い電気伝導率を示す電解液の提供。
【構成】 分極性電極と電解液との界面で形成される電
気二重層を利用するコンデンサに用いられる電解液にお
いて、電解液が鎖状カーボネートとエチレンカーボネー
トとの混合溶媒に溶質の四級アンモニウム塩が溶解され
たものから成る電気二重層コンデンサ用電解液。
気二重層を利用するコンデンサに用いられる電解液にお
いて、電解液が鎖状カーボネートとエチレンカーボネー
トとの混合溶媒に溶質の四級アンモニウム塩が溶解され
たものから成る電気二重層コンデンサ用電解液。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器のメモリー
バックアップ用大電流を必要とする電気自動車などのパ
ワーとして用いられる電気二重層コンデンサの内部に使
用される電気伝導率の高い電解液に関する。
バックアップ用大電流を必要とする電気自動車などのパ
ワーとして用いられる電気二重層コンデンサの内部に使
用される電気伝導率の高い電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、分極性電極と
電解液との界面に生成する電気二重層に電荷を蓄積する
素子である。通常、電気二重層コンデンサは活性炭粒子
をプレス成形したり、適当なバインダーと練り合わせた
ものを集電体金属上に塗布したり、あるいは、活性炭素
繊維上にアルミニウムをプラズマ溶射したものを分極性
電極として用い、この２つの分極性電極を電解液とセパ
レータを介して対向させ、ケースの中に密封させた構造
を有する。この電気二重層コンデンサに使用される電解
液としては、硫酸あるは水酸化カリウム水溶液などの水
系電解液と、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホ
キシドなどの有機溶媒に四級アンモニウム塩、有機酸の
金属塩などを溶解した非水系電解液が特公昭５５−４１
０１５号公報に示されている。
電解液との界面に生成する電気二重層に電荷を蓄積する
素子である。通常、電気二重層コンデンサは活性炭粒子
をプレス成形したり、適当なバインダーと練り合わせた
ものを集電体金属上に塗布したり、あるいは、活性炭素
繊維上にアルミニウムをプラズマ溶射したものを分極性
電極として用い、この２つの分極性電極を電解液とセパ
レータを介して対向させ、ケースの中に密封させた構造
を有する。この電気二重層コンデンサに使用される電解
液としては、硫酸あるは水酸化カリウム水溶液などの水
系電解液と、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホ
キシドなどの有機溶媒に四級アンモニウム塩、有機酸の
金属塩などを溶解した非水系電解液が特公昭５５−４１
０１５号公報に示されている。
【０００３】水系電解液は電気伝導率は高いが、分解電
圧が低いので、耐電圧の高い素子を得るためには積層直
列化する必要があり、小型化に難点があった。一方、非
水系電解液は分解電圧が高いので小型化できる長所はあ
るが、電気伝導率が低いので素子の内部抵抗が高くな
り、大電流が取り出せないという欠点を有していた。ま
た、電気二重層コンデンサ用の非水系電解液として、プ
ロピレンカーボネート溶媒にホウフッ化四級アンモニウ
ム塩（棚橋ら、電気化学、５６巻、８９２頁、１９８８
年）あるいはホウフッ化四級ホスホニウム塩（平塚ら、
電気化学、５９巻、２０９頁、１９９１年）が実用化さ
れている。しかし、これら電解液の電気伝導率はまだ充
分でなく、これら電解液と同等の耐電圧を有しながら、
さらに、高い電気伝導率を有する電解液の開発が望まれ
ている。更に、エチレンカーボネートとガンマーブチロ
ラクトンとの混合溶媒が電気二重層コンデンサ用電解液
として提案されているが、混合による電気伝導率の向上
はほとんど認められなかったと報告されている（森田
ら、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．，２２
巻、９０１頁、１９９２年）。
圧が低いので、耐電圧の高い素子を得るためには積層直
列化する必要があり、小型化に難点があった。一方、非
水系電解液は分解電圧が高いので小型化できる長所はあ
るが、電気伝導率が低いので素子の内部抵抗が高くな
り、大電流が取り出せないという欠点を有していた。ま
た、電気二重層コンデンサ用の非水系電解液として、プ
ロピレンカーボネート溶媒にホウフッ化四級アンモニウ
ム塩（棚橋ら、電気化学、５６巻、８９２頁、１９８８
年）あるいはホウフッ化四級ホスホニウム塩（平塚ら、
電気化学、５９巻、２０９頁、１９９１年）が実用化さ
れている。しかし、これら電解液の電気伝導率はまだ充
分でなく、これら電解液と同等の耐電圧を有しながら、
さらに、高い電気伝導率を有する電解液の開発が望まれ
ている。更に、エチレンカーボネートとガンマーブチロ
ラクトンとの混合溶媒が電気二重層コンデンサ用電解液
として提案されているが、混合による電気伝導率の向上
はほとんど認められなかったと報告されている（森田
ら、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．，２２
巻、９０１頁、１９９２年）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い電気伝
導率を示す電気二重層コンデンサ用電解液を提供するこ
とを目的とする。
導率を示す電気二重層コンデンサ用電解液を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、分極性電極と
電解液との界面で形成される電気二重層を利用するコン
デンサに用いられる電解液において、電解液が鎖状カー
ボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒に溶質の
四級アンモニウム塩が溶解されたものから成る電気二重
層コンデンサ用電解液を提供するものである。
電解液との界面で形成される電気二重層を利用するコン
デンサに用いられる電解液において、電解液が鎖状カー
ボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒に溶質の
四級アンモニウム塩が溶解されたものから成る電気二重
層コンデンサ用電解液を提供するものである。
【０００６】
【作用】常温で固体であるエチレンカーボネートと粘度
の低い鎖状カーボネートとを混合することにより常温で
液状を示す混合溶媒とすることができる。この混合溶媒
を用いることにより溶質の四級アンモニウム塩のイオン
解離度を余り低下させることなく、イオン移動度が向上
し、電気伝導率の高い電解液となる。
の低い鎖状カーボネートとを混合することにより常温で
液状を示す混合溶媒とすることができる。この混合溶媒
を用いることにより溶質の四級アンモニウム塩のイオン
解離度を余り低下させることなく、イオン移動度が向上
し、電気伝導率の高い電解液となる。
【０００７】（発明の概要）鎖状カーボネート 本発明で使用する鎖状カーボネートは、ジメチルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネートおよびジエチルカー
ボネートである。これらは単独で、又、二種以上併用し
て用いられる。エチレンカーボネート エチレンカーボネートは高い誘電率を有する常温で固体
を示すものである。
ネート、エチルメチルカーボネートおよびジエチルカー
ボネートである。これらは単独で、又、二種以上併用し
て用いられる。エチレンカーボネート エチレンカーボネートは高い誘電率を有する常温で固体
を示すものである。
【０００８】混合溶媒 混合溶媒は、１０〜６０重量％の鎖状カーボネートと、
９０〜４０重量％のエチレンカーボネートよりなる。混
合溶媒中に占める鎖状カーボネートの量が１０重量％未
満では電解液の電気伝導率の向上が望めず、逆に６０重
量％を越えるとエチレンカーボネートの析出が見られ
る。
９０〜４０重量％のエチレンカーボネートよりなる。混
合溶媒中に占める鎖状カーボネートの量が１０重量％未
満では電解液の電気伝導率の向上が望めず、逆に６０重
量％を越えるとエチレンカーボネートの析出が見られ
る。
【０００９】溶質 溶質として用いられる四級アンモニウム塩としては、ホ
ウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化トリエ
チルメチルアンモニウム、リンフッ化テトラエチルアン
モニウムおよびリンフッ化トリエチルメチルアンモニウ
ム等があり、これらは単独で、または二種以上混合して
用いられる。電解液中に占める溶質の四級アンモニウム
塩の溶解量は、０．５〜２．０モル濃度（ｍｏｌ／ｌ）
である。
ウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化トリエ
チルメチルアンモニウム、リンフッ化テトラエチルアン
モニウムおよびリンフッ化トリエチルメチルアンモニウ
ム等があり、これらは単独で、または二種以上混合して
用いられる。電解液中に占める溶質の四級アンモニウム
塩の溶解量は、０．５〜２．０モル濃度（ｍｏｌ／ｌ）
である。
【００１０】
【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明を更に具体
的に説明する。 実施例１ ４０重量％のジメチルカーボネートと６０重量％のエチ
レンカーボネートとの混合溶媒に、１モル濃度のホウフ
ッ化テトラエチルアンモニウムを溶解し、減圧加熱によ
って脱水（１００ｐｐｍ以下）し電解液を得た。この電
解液の２５℃における電気伝導率は２０．４ｍＳ／ｃｍ
であった。また、グラッシーカーボン電極を用い、１ｍ
Ｖ／ｓｅｃの走査電位速度で、分極測定をした時に１ｍ
Ａ／ｃｍ2 の電流が流れる時の分解電位は飽和カロメル
参照電極（ＳＣＥ）に対し、還元側−３．０Ｖ、酸化側
＋３．３Ｖであった。
的に説明する。 実施例１ ４０重量％のジメチルカーボネートと６０重量％のエチ
レンカーボネートとの混合溶媒に、１モル濃度のホウフ
ッ化テトラエチルアンモニウムを溶解し、減圧加熱によ
って脱水（１００ｐｐｍ以下）し電解液を得た。この電
解液の２５℃における電気伝導率は２０．４ｍＳ／ｃｍ
であった。また、グラッシーカーボン電極を用い、１ｍ
Ｖ／ｓｅｃの走査電位速度で、分極測定をした時に１ｍ
Ａ／ｃｍ2 の電流が流れる時の分解電位は飽和カロメル
参照電極（ＳＣＥ）に対し、還元側−３．０Ｖ、酸化側
＋３．３Ｖであった。
【００１１】比較例１ 実施例１において、混合溶媒に代えてプロピレンカーボ
ネートを単独で用いる他は同様にして表１に示す物性の
電解液を得た。 実施例２および３ 実施例１において、ジメチルカーボネートの代わりに、
エチルメチルカーボネートあるいはジエチルカーボネー
トを用いる他は同様にして表１に示す物性の電解液を得
た。
ネートを単独で用いる他は同様にして表１に示す物性の
電解液を得た。 実施例２および３ 実施例１において、ジメチルカーボネートの代わりに、
エチルメチルカーボネートあるいはジエチルカーボネー
トを用いる他は同様にして表１に示す物性の電解液を得
た。
【００１２】実施例４ 実施例１において、ジメチルカーボネートとエチレンカ
ーボネートの混合比を変化させた時の電解液の電気伝導
率の変化を図１に示した。 実施例５および６ 実施例１において、ホウフッ化テトラエチルアンモニウ
ムの代わりに、ホウフッ化トリエチルメチルアンモニウ
ムあるいはリンフッ化テトラエチルアンモニウムを使用
する他は同様にして表１に示す物性の電解液を得た。
ーボネートの混合比を変化させた時の電解液の電気伝導
率の変化を図１に示した。 実施例５および６ 実施例１において、ホウフッ化テトラエチルアンモニウ
ムの代わりに、ホウフッ化トリエチルメチルアンモニウ
ムあるいはリンフッ化テトラエチルアンモニウムを使用
する他は同様にして表１に示す物性の電解液を得た。
【００１３】比較例２および３ 実施例５および６において、混合溶媒に代えてプロピレ
ンカーボネートを単独で用いる他は同様にして表１に示
す物性の電解液を得た。
ンカーボネートを単独で用いる他は同様にして表１に示
す物性の電解液を得た。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】電気伝導率の高い電解液である。
【図面の簡単な説明】
【図１】混合溶媒のエチレンカーボネートとジメチルカ
ーボネートの混合比率を変えたときの電解液の電気伝導
率の変化を示す図である。
ーボネートの混合比率を変えたときの電解液の電気伝導
率の変化を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 分極性電極と電解液との界面で形成され
る電気二重層を利用するコンデンサに用いられる電解液
において、電解液が鎖状カーボネートとエチレンカーボ
ネートとの混合溶媒に溶質の四級アンモニウム塩が溶解
されたものから成る電気二重層コンデンサ用電解液。 - 【請求項２】 鎖状カーボネートが、ジメチルカーボネ
ート、エチルメチルカーボネートおよびジエチルカーボ
ネートから選ばれたものである請求項１記載の電解液。 - 【請求項３】 四級アンモニウム塩がホウフッ化テトラ
エチルアンモニウム、ホウフッ化トリエチルメチルアン
モニウム、リンフッ化テトラエチルアンモニウムおよび
リンフッ化トリエチルメチルアンモニウムから選ばれた
１種以上である請求項１記載の電解液。 - 【請求項４】 混合溶媒に占める鎖状カーボネートの量
が１０〜６０重量％で、エチレンカーボネートの量が９
０〜４０重量％であり、電解液中に占める溶質の四級ア
ンモニウム塩の溶解量が０．５〜２．０モル濃度である
請求項１記載の電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210195A JP3440607B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 電気二重層コンデンサ用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210195A JP3440607B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 電気二重層コンデンサ用電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236404A true JPH08236404A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3440607B2 JP3440607B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=12626603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210195A Expired - Lifetime JP3440607B2 (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 電気二重層コンデンサ用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440607B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7233481B2 (en) | 2004-01-28 | 2007-06-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor and electrolyte solution therefor |
| JP2008071777A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Meidensha Corp | 電気二重層キャパシタ製造時の電解液注入方法 |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP4210195A patent/JP3440607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7233481B2 (en) | 2004-01-28 | 2007-06-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor and electrolyte solution therefor |
| JP2008071777A (ja) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Meidensha Corp | 電気二重層キャパシタ製造時の電解液注入方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3440607B2 (ja) | 2003-08-25 |
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