JPH0855761A - 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタおよびその製造方法Info
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- JPH0855761A JPH0855761A JP6215371A JP21537194A JPH0855761A JP H0855761 A JPH0855761 A JP H0855761A JP 6215371 A JP6215371 A JP 6215371A JP 21537194 A JP21537194 A JP 21537194A JP H0855761 A JPH0855761 A JP H0855761A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】内部抵抗が低い電気二重層キャパシタを提供す
る。 【構成】電気二重層キャパシタの分極性電極が、有機溶
剤に可溶の含フッ素ポリマーを含むバインダーで結合さ
れた活性炭と導電性付与剤とから構成されている。有機
溶剤に可溶の含フッ素ポリマーには、ポリフッ化ビニリ
デン、フルオロオレフィンビニルエーテル共重合ポリマ
ー、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合ポリマ
ー等が使用される。
る。 【構成】電気二重層キャパシタの分極性電極が、有機溶
剤に可溶の含フッ素ポリマーを含むバインダーで結合さ
れた活性炭と導電性付与剤とから構成されている。有機
溶剤に可溶の含フッ素ポリマーには、ポリフッ化ビニリ
デン、フルオロオレフィンビニルエーテル共重合ポリマ
ー、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合ポリマ
ー等が使用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気二重層キャパシタお
よびその製造方法に関するものである。
よびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタは、集電体
上に活性炭電極層を設けた２枚の電極の間にセパレータ
を介在させて、これらを電解液と共に金属ケース、封口
板および両者を絶縁するガスケットによって密封する
か、もしくは電極とセパレータとを巻回することにより
電気二重層キャパシタ素子を構成し、この素子に電解液
を含浸させてアルミニウムケース内に収納し、このアル
ミニウムケースの開口部に電解液が蒸発しないように封
口部材を配置することにより構成している。
上に活性炭電極層を設けた２枚の電極の間にセパレータ
を介在させて、これらを電解液と共に金属ケース、封口
板および両者を絶縁するガスケットによって密封する
か、もしくは電極とセパレータとを巻回することにより
電気二重層キャパシタ素子を構成し、この素子に電解液
を含浸させてアルミニウムケース内に収納し、このアル
ミニウムケースの開口部に電解液が蒸発しないように封
口部材を配置することにより構成している。
【０００３】また、大電流大容量向けに積層平板型の電
気二重層キャパシタも提案されている（特開平４−１５
４１０６、特開平３−２０３３１１、特開平４−２８６
１０８）。この電気二重層キャパシタは、矩形に成型さ
れた正極と負極を、セパレータを正負両極の間に介在さ
せて、交互に重ねて電極積層体を形成し、正極と負極の
端部に正極リード部材および負極リード部材をかしめに
より接続して電気二重層キャパシタ素子を形成し、この
電気二重層キャパシタ素子をケースに収納して、電解液
を素子に含浸し、上蓋で密閉することにより構成されて
いる。
気二重層キャパシタも提案されている（特開平４−１５
４１０６、特開平３−２０３３１１、特開平４−２８６
１０８）。この電気二重層キャパシタは、矩形に成型さ
れた正極と負極を、セパレータを正負両極の間に介在さ
せて、交互に重ねて電極積層体を形成し、正極と負極の
端部に正極リード部材および負極リード部材をかしめに
より接続して電気二重層キャパシタ素子を形成し、この
電気二重層キャパシタ素子をケースに収納して、電解液
を素子に含浸し、上蓋で密閉することにより構成されて
いる。
【０００４】従来、電気二重層キャパシタの電極を製造
するには、金属箔を集電体とし、バインダーとしてのポ
リテトラフルオロエチレンによって結合された活性炭と
導電性付与剤とを用いた電極層を集電体と共に圧延ロー
ラーにかけることによって、薄型電極を作成したり（特
公昭５４−１２６２０号）、活性炭粉末、含フッ素ポリ
マー及びメチルアルコールからなるペーストをアルミニ
ウムネット上に塗布したり（特開平４−１６２５１０
号）、活性炭粉末とアセチレンブラックと水とメタノー
ル混合溶液にカルボキシメチルセルロース水溶液を添加
したスラリーを粗面化したアルミニウム箔に付着させた
り（特開平４−１６２５１０号）、活性炭粉末とアセチ
レンブラックにバインダーとしてポリテトラフルオロエ
チレン水性ディスパージョンおよびポリビニルピロリド
ンを加えた混合物をアルミニウムエキスパンドメタルに
付着せしめたり（米国特許４，３２７，４００号）する
方法が提案されている。
するには、金属箔を集電体とし、バインダーとしてのポ
リテトラフルオロエチレンによって結合された活性炭と
導電性付与剤とを用いた電極層を集電体と共に圧延ロー
ラーにかけることによって、薄型電極を作成したり（特
公昭５４−１２６２０号）、活性炭粉末、含フッ素ポリ
マー及びメチルアルコールからなるペーストをアルミニ
ウムネット上に塗布したり（特開平４−１６２５１０
号）、活性炭粉末とアセチレンブラックと水とメタノー
ル混合溶液にカルボキシメチルセルロース水溶液を添加
したスラリーを粗面化したアルミニウム箔に付着させた
り（特開平４−１６２５１０号）、活性炭粉末とアセチ
レンブラックにバインダーとしてポリテトラフルオロエ
チレン水性ディスパージョンおよびポリビニルピロリド
ンを加えた混合物をアルミニウムエキスパンドメタルに
付着せしめたり（米国特許４，３２７，４００号）する
方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】自動車向け等のパワー
用途向けに対しては単位体積当たりの高い容量と低い内
部抵抗を同時に満足する高エネルギー密度かつ高出力密
度の電気二重層キャパシタが要求され、また、メモリー
バックアップ用の電気二重層キャパシタに対しても内部
抵抗の低減が望まれている。しかしながら、上記の方法
で製造される従来の電気二重層キャパシタの特性は実用
上まだ不満足なものであった。
用途向けに対しては単位体積当たりの高い容量と低い内
部抵抗を同時に満足する高エネルギー密度かつ高出力密
度の電気二重層キャパシタが要求され、また、メモリー
バックアップ用の電気二重層キャパシタに対しても内部
抵抗の低減が望まれている。しかしながら、上記の方法
で製造される従来の電気二重層キャパシタの特性は実用
上まだ不満足なものであった。
【０００６】例えば、ポリビニルピロリドンは水溶性で
あると共に、電気二重層キャパシタに用いられる有機電
解液、例えばプロピレンカーボネートに溶解して電気二
重層キャパシタの特性を劣化させる欠点がある。バイン
ダーとして用いられているポリテトラフルオロエチレン
はいずれの溶媒にも溶けないため、活性炭および導電性
付与剤との均一な混合が困難であり、良好なバインダー
とはならない難点がある。
あると共に、電気二重層キャパシタに用いられる有機電
解液、例えばプロピレンカーボネートに溶解して電気二
重層キャパシタの特性を劣化させる欠点がある。バイン
ダーとして用いられているポリテトラフルオロエチレン
はいずれの溶媒にも溶けないため、活性炭および導電性
付与剤との均一な混合が困難であり、良好なバインダー
とはならない難点がある。
【０００７】従って、本発明の目的は、上記課題を解決
し、内部抵抗の小さい電気二重層キャパシタを提供する
ことにある。
し、内部抵抗の小さい電気二重層キャパシタを提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、セパレ
ータを挟んで対向している集電体付きの分極性電極と電
解液とを内蔵する電気二重層キャパシタであって、前記
分極性電極がバインダーで結合された高比表面積活性炭
と導電性付与剤とを主要構成要素とするものであり、前
記バインダーが有機溶剤に可溶の含フッ素ポリマーであ
ることを特徴とする電気二重層キャパシタが提供され
る。
ータを挟んで対向している集電体付きの分極性電極と電
解液とを内蔵する電気二重層キャパシタであって、前記
分極性電極がバインダーで結合された高比表面積活性炭
と導電性付与剤とを主要構成要素とするものであり、前
記バインダーが有機溶剤に可溶の含フッ素ポリマーであ
ることを特徴とする電気二重層キャパシタが提供され
る。
【０００９】また、本発明によれば、高比表面積活性炭
と、導電性付与剤と、有機溶剤に可溶の含フッ素ポリマ
ーと、含フッ素ポリマーを溶解し得る有機溶剤とを主と
して混合したスラリーを集電体上にコートし、その後乾
燥して前記有機溶剤を除去する工程を有することを特徴
とする上記電気二重層キャパシタの製造方法が提供され
る。
と、導電性付与剤と、有機溶剤に可溶の含フッ素ポリマ
ーと、含フッ素ポリマーを溶解し得る有機溶剤とを主と
して混合したスラリーを集電体上にコートし、その後乾
燥して前記有機溶剤を除去する工程を有することを特徴
とする上記電気二重層キャパシタの製造方法が提供され
る。
【００１０】電気二重層キャパシタの分極性電極のバイ
ンダーとして、有機溶剤に可溶の含フッ素ポリマーを用
いれば、含フッ素ポリマーを有機溶剤に溶かした溶液に
高比表面積活性炭と導電性付与剤とを均一に混合するこ
とが可能となり、その後、有機溶剤を除去すれば、高比
表面積活性炭と導電性付与剤とがバインダーと均一に混
合された分極性電極が得られ、その結果、電気二重層キ
ャパシタの内部抵抗を低くすることができる。また、含
フッ素ポリマーは電気二重層キャパシタに用いられるプ
ロピレンカーボネート等の有機電解液に難溶であるの
で、電解液を変質して電気二重層キャパシタの特性を劣
化させることもない。さらに、含フッ素ポリマーは耐熱
性と耐薬品性にも優れているので、信頼性の高い電気二
重層キャパシタが得られる。
ンダーとして、有機溶剤に可溶の含フッ素ポリマーを用
いれば、含フッ素ポリマーを有機溶剤に溶かした溶液に
高比表面積活性炭と導電性付与剤とを均一に混合するこ
とが可能となり、その後、有機溶剤を除去すれば、高比
表面積活性炭と導電性付与剤とがバインダーと均一に混
合された分極性電極が得られ、その結果、電気二重層キ
ャパシタの内部抵抗を低くすることができる。また、含
フッ素ポリマーは電気二重層キャパシタに用いられるプ
ロピレンカーボネート等の有機電解液に難溶であるの
で、電解液を変質して電気二重層キャパシタの特性を劣
化させることもない。さらに、含フッ素ポリマーは耐熱
性と耐薬品性にも優れているので、信頼性の高い電気二
重層キャパシタが得られる。
【００１１】この場合に使用される架橋剤を用いない含
フッ素ポリマーとしては、少量でも大きい結合強度が得
られるので、ポリフッ化ビニリデン｛−（ＣＦ2 −ＣＨ
2 ）n −｝が好ましく、ポリフッ化ビニリデンのなかで
も融点１５６〜１８２℃、粒径１〜１０ミクロンのもの
が特に好ましい。この含フッ素ポリマーを溶解し得る有
機溶剤としては、Ｎメチルピロリドン、トルエン、エチ
ルアセテート、ジメチルフタレート等が、含フッ素ポリ
マーに対する溶解度が大きく使用量を少なくできるの
で、好ましく用いられる。例えば、融点１５６〜１８２
℃、粒径１〜１０ミクロンのポリフッ化ビニリデンをこ
れらの有機溶媒に溶解した溶液に活性炭粉末等の高比表
面積導電体と導電性付与剤粉末とを添加混合してスラリ
ーとなし、集電体箔上にコートせしめ、乾燥せしめて溶
剤を除去することによって分極性電極を形成する。
フッ素ポリマーとしては、少量でも大きい結合強度が得
られるので、ポリフッ化ビニリデン｛−（ＣＦ2 −ＣＨ
2 ）n −｝が好ましく、ポリフッ化ビニリデンのなかで
も融点１５６〜１８２℃、粒径１〜１０ミクロンのもの
が特に好ましい。この含フッ素ポリマーを溶解し得る有
機溶剤としては、Ｎメチルピロリドン、トルエン、エチ
ルアセテート、ジメチルフタレート等が、含フッ素ポリ
マーに対する溶解度が大きく使用量を少なくできるの
で、好ましく用いられる。例えば、融点１５６〜１８２
℃、粒径１〜１０ミクロンのポリフッ化ビニリデンをこ
れらの有機溶媒に溶解した溶液に活性炭粉末等の高比表
面積導電体と導電性付与剤粉末とを添加混合してスラリ
ーとなし、集電体箔上にコートせしめ、乾燥せしめて溶
剤を除去することによって分極性電極を形成する。
【００１２】また、更にプレスしたり、含フッ素ポリマ
ーの融点以上に加熱すると、分極性電極が緻密かつ強固
になり、その結果、電気二重層キャパシタの内部抵抗が
小さくなるなど、その特性が向上するので好ましい。含
フッ素ポリマーの融点以上に加熱しつつプレスすると特
性の向上が著しいので、特に好ましい。
ーの融点以上に加熱すると、分極性電極が緻密かつ強固
になり、その結果、電気二重層キャパシタの内部抵抗が
小さくなるなど、その特性が向上するので好ましい。含
フッ素ポリマーの融点以上に加熱しつつプレスすると特
性の向上が著しいので、特に好ましい。
【００１３】本発明の電気二重層キャパシタを製造する
他の好ましい方法としては、含フッ素ポリマーとポリマ
ー硬化剤を有機溶剤に溶かした溶液に、高比表面積活性
炭と導電性付与剤とを添加混合してスラリーとなし、こ
のスラリーを集電体上に付着コートせしめた後、乾燥と
加熱により、有機溶剤の除去とポリマーの架橋を行な
い、分極性電極を集電体上に形成する方法が挙げられ
る。
他の好ましい方法としては、含フッ素ポリマーとポリマ
ー硬化剤を有機溶剤に溶かした溶液に、高比表面積活性
炭と導電性付与剤とを添加混合してスラリーとなし、こ
のスラリーを集電体上に付着コートせしめた後、乾燥と
加熱により、有機溶剤の除去とポリマーの架橋を行な
い、分極性電極を集電体上に形成する方法が挙げられ
る。
【００１４】架橋剤を用いる含フッ素ポリマーとしては
多くのポリマーが使用できるが、フルオロオレフィンビ
ニルエーテル共重合体｛−（ＣＦ2 −ＣＦ2 ）n −（Ｃ
Ｈ2−ＣＨ（ＯＲ））m −｝の架橋ポリマーを使用する
のが好ましい。耐熱性、耐薬品性に優れており、少量で
も大きい結合強度が得られるからである。架橋剤として
は、好ましくは、ポリイソシアネート類、アミン類、ビ
スフェノール類、パーオキサイド類、ポリアミン類が用
いられる。この含フッ素ポリマーと架橋剤を組み合せた
ものは、ルミフロンの商品名（旭硝子社製）で市販され
ている。この場合に使用される有機溶剤としては、入手
が容易で安価であるので、トルエン、キシレン等が好ま
しい。例えば、上記ポリマーと架橋剤とをトルエン、キ
シレン等の有機溶剤に溶解せしめた溶液に、活性炭粉末
等の高比表面積導電体と導電性付与剤粉末とを添加混合
してスラリーとなし、このスラリーを集電体箔上に付着
コートせしめ、５０〜１００℃で乾燥して有機溶剤を除
去し、１００〜１８０℃に加熱することにより、架橋硬
化させて分極性電極を形成する。
多くのポリマーが使用できるが、フルオロオレフィンビ
ニルエーテル共重合体｛−（ＣＦ2 −ＣＦ2 ）n −（Ｃ
Ｈ2−ＣＨ（ＯＲ））m −｝の架橋ポリマーを使用する
のが好ましい。耐熱性、耐薬品性に優れており、少量で
も大きい結合強度が得られるからである。架橋剤として
は、好ましくは、ポリイソシアネート類、アミン類、ビ
スフェノール類、パーオキサイド類、ポリアミン類が用
いられる。この含フッ素ポリマーと架橋剤を組み合せた
ものは、ルミフロンの商品名（旭硝子社製）で市販され
ている。この場合に使用される有機溶剤としては、入手
が容易で安価であるので、トルエン、キシレン等が好ま
しい。例えば、上記ポリマーと架橋剤とをトルエン、キ
シレン等の有機溶剤に溶解せしめた溶液に、活性炭粉末
等の高比表面積導電体と導電性付与剤粉末とを添加混合
してスラリーとなし、このスラリーを集電体箔上に付着
コートせしめ、５０〜１００℃で乾燥して有機溶剤を除
去し、１００〜１８０℃に加熱することにより、架橋硬
化させて分極性電極を形成する。
【００１５】架橋剤を用いる含フッ素ポリマーの他の例
としては、フルオロオレフィン共重合体｛−（ＣＦ2 −
ＣＦ2 ）n −（ＣＨ2 −ＣＨ（ＣＨ3 ））m −｝の架橋
ポリマーを使用するのが好ましい。耐熱性、耐薬品性に
優れており、少量でも大きい結合強度が得られるからで
ある。この場合の架橋剤としてはアミン類、ビスフェノ
ール類、パーオキサイド類等が好ましく用いられる。こ
のポリマーと架橋剤の組み合せは、エイトシールの商品
名（旭硝子社製）で市販されている。この場合に使用さ
れる有機溶剤としては、メチルエチルケトン、エチルア
セテート等がこれ等に対する溶解性が良好なので好まし
い。例えば、上記含フッ素ポリマーと架橋剤とを、メチ
ルエチルケトン、エチルアセテート等の有機溶剤に溶解
せしめた溶液に、活性炭粉末等の高比表面積活性炭と導
電性付与剤粉末とを添加混合してスラリーとなし、この
スラリーを集電体箔上に塗布し、５０〜１００℃で乾燥
後、１８０〜２２０℃で加熱硬化させて分極性電極を形
成する。このような架橋タイプの含フッ素ポリマー場
合、主剤と硬化剤の配合比率は一般的に５対１程度が好
ましく採用される。
としては、フルオロオレフィン共重合体｛−（ＣＦ2 −
ＣＦ2 ）n −（ＣＨ2 −ＣＨ（ＣＨ3 ））m −｝の架橋
ポリマーを使用するのが好ましい。耐熱性、耐薬品性に
優れており、少量でも大きい結合強度が得られるからで
ある。この場合の架橋剤としてはアミン類、ビスフェノ
ール類、パーオキサイド類等が好ましく用いられる。こ
のポリマーと架橋剤の組み合せは、エイトシールの商品
名（旭硝子社製）で市販されている。この場合に使用さ
れる有機溶剤としては、メチルエチルケトン、エチルア
セテート等がこれ等に対する溶解性が良好なので好まし
い。例えば、上記含フッ素ポリマーと架橋剤とを、メチ
ルエチルケトン、エチルアセテート等の有機溶剤に溶解
せしめた溶液に、活性炭粉末等の高比表面積活性炭と導
電性付与剤粉末とを添加混合してスラリーとなし、この
スラリーを集電体箔上に塗布し、５０〜１００℃で乾燥
後、１８０〜２２０℃で加熱硬化させて分極性電極を形
成する。このような架橋タイプの含フッ素ポリマー場
合、主剤と硬化剤の配合比率は一般的に５対１程度が好
ましく採用される。
【００１６】また、このような架橋ポリマーを用いる場
合であっても、更にプレスしたり、架橋含フッ素ポリマ
ーの融点以上に加熱することによって、分極性電極が緻
密かつ強固になり、その結果、内部抵抗を小さくできる
など電気二重層キャパシタの特性を向上させることがで
きる。架橋含フッ素ポリマーの融点以上に加熱しつつプ
レスすることによってさらに特性が向上する。
合であっても、更にプレスしたり、架橋含フッ素ポリマ
ーの融点以上に加熱することによって、分極性電極が緻
密かつ強固になり、その結果、内部抵抗を小さくできる
など電気二重層キャパシタの特性を向上させることがで
きる。架橋含フッ素ポリマーの融点以上に加熱しつつプ
レスすることによってさらに特性が向上する。
【００１７】本発明の高比表面積活性炭としては、好ま
しくは比表面積が大きい活性炭が用いられる。活性炭と
しては、平均粒径が０．１μｍ以上、２０μｍ以下、比
表面積が１５００〜３０００ｍ2 ／ｇの粉末を使用する
と容量が大きくなるので好ましい。活性炭粉末には活性
炭繊維を混合し、併用することもできる。
しくは比表面積が大きい活性炭が用いられる。活性炭と
しては、平均粒径が０．１μｍ以上、２０μｍ以下、比
表面積が１５００〜３０００ｍ2 ／ｇの粉末を使用する
と容量が大きくなるので好ましい。活性炭粉末には活性
炭繊維を混合し、併用することもできる。
【００１８】導電性付与剤としては、アセチレンブラッ
ク、カーボンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛、グ
ラファイトウイスカー、酸化ルテニウム等が好ましく用
いられる。
ク、カーボンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛、グ
ラファイトウイスカー、酸化ルテニウム等が好ましく用
いられる。
【００１９】活性炭、導電性付与剤およびバインダーか
らなる分極性電極においては、実用的に好ましい容量と
内部抵抗を得るために、活性炭が６０〜９０重量％、導
電性付与剤が５〜３０重量％、バインダーが５〜２５重
量％の範囲とすることが好ましい。
らなる分極性電極においては、実用的に好ましい容量と
内部抵抗を得るために、活性炭が６０〜９０重量％、導
電性付与剤が５〜３０重量％、バインダーが５〜２５重
量％の範囲とすることが好ましい。
【００２０】集電体としては、電解液中で化学的、電気
化学的に安定な導電体が好ましく用いられる。電解液が
有機系の場合は、アルミニウム、ステンレス、チタン、
タンタル等が好適に用いられる。電解液が水溶液の場合
は、導電性ゴム、グラシーカーボン、グラファイト、ニ
ッケル、鉛等が好ましく選択される。集電体の形状につ
いては、特に制約がないが、箔、板、エキスパンド状等
が好ましく用いられる。特に箔状は電気二重層キャパシ
タの小型軽量化に適しているので特に好ましい。電気的
接触を良好とするため、集電体の表面は粗面化されてい
ることが好ましい。
化学的に安定な導電体が好ましく用いられる。電解液が
有機系の場合は、アルミニウム、ステンレス、チタン、
タンタル等が好適に用いられる。電解液が水溶液の場合
は、導電性ゴム、グラシーカーボン、グラファイト、ニ
ッケル、鉛等が好ましく選択される。集電体の形状につ
いては、特に制約がないが、箔、板、エキスパンド状等
が好ましく用いられる。特に箔状は電気二重層キャパシ
タの小型軽量化に適しているので特に好ましい。電気的
接触を良好とするため、集電体の表面は粗面化されてい
ることが好ましい。
【００２１】電解液には、硫酸水溶液、硫酸ナトリウム
水溶液、水酸化カリウム水溶液、テトラアルキルホスホ
ニウムテトラフルオロボレートのプロピレンカーボネー
ト溶液、テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボ
レートのプロピレンカーボネート溶液、ガンマブチロラ
クトン溶液またはスルホラン溶液等が好ましく用いられ
る。非水系有機電解液を使用すれば耐電圧を２．５〜
３．０Ｖと高くでき、耐電圧が１．０Ｖ前後の水溶液系
よりもエネルギー密度｛Ｅ＝（ＣＶ2 ）／２ （ここ
で、Ｅはエネルギー密度、Ｃは容量、Ｖは電圧であ
る。｝が４倍程度高くとれる点で好ましい。
水溶液、水酸化カリウム水溶液、テトラアルキルホスホ
ニウムテトラフルオロボレートのプロピレンカーボネー
ト溶液、テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボ
レートのプロピレンカーボネート溶液、ガンマブチロラ
クトン溶液またはスルホラン溶液等が好ましく用いられ
る。非水系有機電解液を使用すれば耐電圧を２．５〜
３．０Ｖと高くでき、耐電圧が１．０Ｖ前後の水溶液系
よりもエネルギー密度｛Ｅ＝（ＣＶ2 ）／２ （ここ
で、Ｅはエネルギー密度、Ｃは容量、Ｖは電圧であ
る。｝が４倍程度高くとれる点で好ましい。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。
【００２３】［実施例１］活性炭粉末（比表面積１８０
０ｍ2 ／ｇ、平均粒径８μｍ）およびアセチレンブラッ
クにＮ−メチルピロリドンを添加し、アルミナボールを
用いてボールミル中で混合し、更にポリフッ化ビニリデ
ン粉末（融点１５６〜１８２℃）をＮ−メチルピロリド
ンに溶解せしめた溶液を添加し、再度ボールミル中で混
合し、活性炭、アセチレンブラック及びポリフッ化ビニ
リデンからなる固形分を１５重量％含むスラリーを得
た。固形分の組成は、活性炭７５重量％、アセチレンブ
ラック１４重量％、ポリフッ化ビニリデン１１重量％で
あった。このスラリーを厚さ８０ミクロンのアルミニウ
ムエッチング箔の片面に、バーコーターによりコートし
１００℃および１８５℃で乾燥した後、裏面に同様にコ
ートし１００℃および１８５℃で乾燥し、次いで１８５
℃でロール加熱プレスしてシート状電極を得た。得られ
たシート状電極から、図１に示すように、２枚の５８ｍ
ｍ×１３ｍｍの電極４、５を切り出した。電極４、５
は、それぞれ、アルミニウムエッチング箔からなる集電
体箔３の両面に、活性炭、アセチレンブラックおよびポ
リフッ化ビニリデンからなる分極性電極１、２がコート
された構成となっている。次に、分極性電極１、２の一
部を剥し、この部分にアルミニウム製タブ端子８、９を
溶接してそれぞれの電極４、５に接続し、電極４、５を
セパレータ６を介して巻回する。然る後、１３０℃で３
時間真空乾燥した。その後、１モルのテトラエチルホス
ホニウムテトラフルオロボレートを含有するプロピレン
カーボネート溶液を巻回した電極４、５とセパレータ６
に含浸し、アルミニウムケース７中に挿入し、ブチルゴ
ム製の封口ゴム１０を介してカールして密封し、電気二
重層キャパシタ１００を作成した。この電気二重層キャ
パシタ１００の直径は８ｍｍであり、長さは２０ｍｍで
あった。
０ｍ2 ／ｇ、平均粒径８μｍ）およびアセチレンブラッ
クにＮ−メチルピロリドンを添加し、アルミナボールを
用いてボールミル中で混合し、更にポリフッ化ビニリデ
ン粉末（融点１５６〜１８２℃）をＮ−メチルピロリド
ンに溶解せしめた溶液を添加し、再度ボールミル中で混
合し、活性炭、アセチレンブラック及びポリフッ化ビニ
リデンからなる固形分を１５重量％含むスラリーを得
た。固形分の組成は、活性炭７５重量％、アセチレンブ
ラック１４重量％、ポリフッ化ビニリデン１１重量％で
あった。このスラリーを厚さ８０ミクロンのアルミニウ
ムエッチング箔の片面に、バーコーターによりコートし
１００℃および１８５℃で乾燥した後、裏面に同様にコ
ートし１００℃および１８５℃で乾燥し、次いで１８５
℃でロール加熱プレスしてシート状電極を得た。得られ
たシート状電極から、図１に示すように、２枚の５８ｍ
ｍ×１３ｍｍの電極４、５を切り出した。電極４、５
は、それぞれ、アルミニウムエッチング箔からなる集電
体箔３の両面に、活性炭、アセチレンブラックおよびポ
リフッ化ビニリデンからなる分極性電極１、２がコート
された構成となっている。次に、分極性電極１、２の一
部を剥し、この部分にアルミニウム製タブ端子８、９を
溶接してそれぞれの電極４、５に接続し、電極４、５を
セパレータ６を介して巻回する。然る後、１３０℃で３
時間真空乾燥した。その後、１モルのテトラエチルホス
ホニウムテトラフルオロボレートを含有するプロピレン
カーボネート溶液を巻回した電極４、５とセパレータ６
に含浸し、アルミニウムケース７中に挿入し、ブチルゴ
ム製の封口ゴム１０を介してカールして密封し、電気二
重層キャパシタ１００を作成した。この電気二重層キャ
パシタ１００の直径は８ｍｍであり、長さは２０ｍｍで
あった。
【００２４】［実施例２］活性炭粉末（比表面積２５０
０ｍ2 ／ｇ，平均粒径６μｍ）とケッチェンブラック粉
末にトルエンを添加し、ボールミル中で混合した後、フ
ルオロオレフィンビニルエーテル共重合体を主剤としポ
リイソシアネート類を架橋剤とする商品名ルミフロンＬ
Ｆ２００Ｃ（旭硝子社製）を、主剤／硬化剤（架橋剤）
の重量比率を５／１として添加し、更にトルエンを添加
し、再度ボールミル中で混合し、活性炭、ケッチエンブ
ラック及びバインダーからなる固形分を１２重量％含む
スラリーを得た。幅１０ｃｍ、長さ３０ｃｍ、厚さ３０
μｍのアルミニウムエッチング箔の片面にこのスラリー
をドクターブレード法によりコートし、８０℃で３時間
乾燥した後１２０℃で３０分間硬化させ、次いで箔の裏
面にも同様にしてコートして乾燥、硬化させ、シート状
電極を得た。このシート状電極を５８ｍｍ×１３ｍｍの
大きさに切り出し、図１に示すような電極４、５を得
た。電極４、５は、それぞれ、アルミニウムエッチング
箔からなる集電体箔３の両面に、活性炭、アセチレンブ
ラックおよびポリイソシアネート類で架橋されたフルオ
ロオレフィンビニルエーテル共重合体からなる分極性電
極１、２がコートされた構成となっている。次に、分極
性電極１、２の一部を剥し、この部分にアルミニウム製
タブ端子８、９を溶接してそれぞれの電極４、５と接続
し、電極４、５をセパレータ６を介して巻回し、１３０
℃で５時間真空乾燥し、実施例１と同じ組成の電解液を
素子に含浸し、アルミニウムケース７中に挿入し、封口
ゴム１０を介してカールして密封し、電気二重層キャパ
シタ１００を作成した。この電気二重層キャパシタ１０
０の直径は８ｍｍであり、長さは２０ｍｍであった。
０ｍ2 ／ｇ，平均粒径６μｍ）とケッチェンブラック粉
末にトルエンを添加し、ボールミル中で混合した後、フ
ルオロオレフィンビニルエーテル共重合体を主剤としポ
リイソシアネート類を架橋剤とする商品名ルミフロンＬ
Ｆ２００Ｃ（旭硝子社製）を、主剤／硬化剤（架橋剤）
の重量比率を５／１として添加し、更にトルエンを添加
し、再度ボールミル中で混合し、活性炭、ケッチエンブ
ラック及びバインダーからなる固形分を１２重量％含む
スラリーを得た。幅１０ｃｍ、長さ３０ｃｍ、厚さ３０
μｍのアルミニウムエッチング箔の片面にこのスラリー
をドクターブレード法によりコートし、８０℃で３時間
乾燥した後１２０℃で３０分間硬化させ、次いで箔の裏
面にも同様にしてコートして乾燥、硬化させ、シート状
電極を得た。このシート状電極を５８ｍｍ×１３ｍｍの
大きさに切り出し、図１に示すような電極４、５を得
た。電極４、５は、それぞれ、アルミニウムエッチング
箔からなる集電体箔３の両面に、活性炭、アセチレンブ
ラックおよびポリイソシアネート類で架橋されたフルオ
ロオレフィンビニルエーテル共重合体からなる分極性電
極１、２がコートされた構成となっている。次に、分極
性電極１、２の一部を剥し、この部分にアルミニウム製
タブ端子８、９を溶接してそれぞれの電極４、５と接続
し、電極４、５をセパレータ６を介して巻回し、１３０
℃で５時間真空乾燥し、実施例１と同じ組成の電解液を
素子に含浸し、アルミニウムケース７中に挿入し、封口
ゴム１０を介してカールして密封し、電気二重層キャパ
シタ１００を作成した。この電気二重層キャパシタ１０
０の直径は８ｍｍであり、長さは２０ｍｍであった。
【００２５】［実施例３］活性炭粉末（比表面積２２０
０ｍ2 ／ｇ，平均粒径５μｍ）、ケッチェンブラックか
らなる混合物に酢酸ブチルを添加しボールミル中で混合
した。ついで、テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体を主剤としアミン類を架橋剤とする商品名エイト
シールＦ−１２０５（旭硝子社製）を、主剤／硬化剤
（架橋剤）の重量比率を５／１として添加し、活性炭、
ケッチェンブラック及びバインダーからなる固形分を１
２重量％含むスラリーを得た。あらかじめ部分的にテー
プによりマスキングされた、幅１０ｃｍ厚み５０ミクロ
ンの粗面化されたステンレス箔の片面にダイコーターに
よりこのスラリーを塗布した。ついで１００℃で３０分
乾燥した後、２００℃で３０分間硬化せしめた。次に、
箔の裏面にも同様にスラリーを塗布し、乾燥、硬化せし
め、図２に示したように、マスキングテープをはがし
て、２ｃｍ×４ｃｍの活性炭の付着していない集電端子
２０、２１と１０ｃｍ×１０ｃｍの活性炭の付着した部
分２２、２３とをそれぞれ有する電極２６、２７を打ち
抜いた。この活性炭の付着した部分２２、２３には、活
性炭、ケッチェンブラックおよびアミン類で架橋された
テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体からなる
分極性電極がコートされている。次に、電極２６、２７
をセパレータ２８を介して対向せしめ、合計で３０枚の
正極２７と３０枚の負極２６とをセパレータ２８を介し
て順次積層し、それぞれの集電端子２０および２１を集
電体リード３０および３１にかしめ接続して素子を形成
した。この素子を、２００℃で３時間真空乾燥した後ア
ルミニウムケース３２中に収納し、正極端子３３および
負極端子３４を有する上蓋３５で密封し、注液口（図示
せず）より１モル／リットルのテトラエチルホスホニウ
ムテトラフルオロボレートを含有するプロピレンカーボ
ネート溶液を素子に含浸して、角型電気二重層キャパシ
タ２００を作成した。この角型電気二重層キャパシタ２
００の寸法は、高さが１２７ｍｍ、幅が１１４ｍｍ、厚
さが３０ｍｍであった。
０ｍ2 ／ｇ，平均粒径５μｍ）、ケッチェンブラックか
らなる混合物に酢酸ブチルを添加しボールミル中で混合
した。ついで、テトラフルオロエチレン−プロピレン共
重合体を主剤としアミン類を架橋剤とする商品名エイト
シールＦ−１２０５（旭硝子社製）を、主剤／硬化剤
（架橋剤）の重量比率を５／１として添加し、活性炭、
ケッチェンブラック及びバインダーからなる固形分を１
２重量％含むスラリーを得た。あらかじめ部分的にテー
プによりマスキングされた、幅１０ｃｍ厚み５０ミクロ
ンの粗面化されたステンレス箔の片面にダイコーターに
よりこのスラリーを塗布した。ついで１００℃で３０分
乾燥した後、２００℃で３０分間硬化せしめた。次に、
箔の裏面にも同様にスラリーを塗布し、乾燥、硬化せし
め、図２に示したように、マスキングテープをはがし
て、２ｃｍ×４ｃｍの活性炭の付着していない集電端子
２０、２１と１０ｃｍ×１０ｃｍの活性炭の付着した部
分２２、２３とをそれぞれ有する電極２６、２７を打ち
抜いた。この活性炭の付着した部分２２、２３には、活
性炭、ケッチェンブラックおよびアミン類で架橋された
テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体からなる
分極性電極がコートされている。次に、電極２６、２７
をセパレータ２８を介して対向せしめ、合計で３０枚の
正極２７と３０枚の負極２６とをセパレータ２８を介し
て順次積層し、それぞれの集電端子２０および２１を集
電体リード３０および３１にかしめ接続して素子を形成
した。この素子を、２００℃で３時間真空乾燥した後ア
ルミニウムケース３２中に収納し、正極端子３３および
負極端子３４を有する上蓋３５で密封し、注液口（図示
せず）より１モル／リットルのテトラエチルホスホニウ
ムテトラフルオロボレートを含有するプロピレンカーボ
ネート溶液を素子に含浸して、角型電気二重層キャパシ
タ２００を作成した。この角型電気二重層キャパシタ２
００の寸法は、高さが１２７ｍｍ、幅が１１４ｍｍ、厚
さが３０ｍｍであった。
【００２６】［実施例４］実施例１において、１８５℃
におけるロールプレスの替わりに、室温においてロール
プレスしたほかは実施例１と同様にして電気二重層キャ
パシタ１００を作製した。
におけるロールプレスの替わりに、室温においてロール
プレスしたほかは実施例１と同様にして電気二重層キャ
パシタ１００を作製した。
【００２７】［比較例１］実施例１と同じ活性炭粉末と
アセチレンブラックとを、水とメタノールの混合溶液中
に均一に分散させた分散液を作成し、一方では、カルボ
キシメチルセルロースを水に溶解させた溶液を作成し
た。両液をボールミル中で混合して、活性炭、アセチレ
ンブラックおよびカルボキシメチルセルロースからなる
固形分を１５重量％含むスラリーを得た。固形分の組成
は、活性炭７５重量％、アセチレンブラック１４重量
％、カルボキシメチルセルロース１１重量％である。実
施例１と同じアルミニウムエッチング箔の両面に、バー
コーターによるコートと、１５０℃での乾燥をそれぞれ
施してシート状電極を得た。得られたシート状電極から
２枚の５８ｍｍ×１３ｍｍの電極４、５を切り出し、実
施例１と同様にして、直径８ｍｍ長さ２０ｍｍの電気二
重層キャパシタ１００を作製した。
アセチレンブラックとを、水とメタノールの混合溶液中
に均一に分散させた分散液を作成し、一方では、カルボ
キシメチルセルロースを水に溶解させた溶液を作成し
た。両液をボールミル中で混合して、活性炭、アセチレ
ンブラックおよびカルボキシメチルセルロースからなる
固形分を１５重量％含むスラリーを得た。固形分の組成
は、活性炭７５重量％、アセチレンブラック１４重量
％、カルボキシメチルセルロース１１重量％である。実
施例１と同じアルミニウムエッチング箔の両面に、バー
コーターによるコートと、１５０℃での乾燥をそれぞれ
施してシート状電極を得た。得られたシート状電極から
２枚の５８ｍｍ×１３ｍｍの電極４、５を切り出し、実
施例１と同様にして、直径８ｍｍ長さ２０ｍｍの電気二
重層キャパシタ１００を作製した。
【００２８】［比較例２］実施例１と同じ活性炭粉末と
アセチレンブラックにテトラフルオロエチレン微粉末を
水およびメタノールを加えてロール混練りし、実施例１
と同じアルミニウムエッチング箔からなる集電体箔の両
面にコートしてロール圧延し、シート状電極を形成し
た。集電体箔上の分極性電極の組成は、活性炭７５重量
％、アセチレンブラック１４重量％、ポリテトラフルオ
ロエチレン１１重量％であった。得られたシート状電極
から２枚の５８ｍｍ×１３ｍｍの電極４、５を切り出
し、実施例１と同様にして直径８ｍｍ長さ２０ｍｍの電
気二重層キャパシタ１００を作製した。
アセチレンブラックにテトラフルオロエチレン微粉末を
水およびメタノールを加えてロール混練りし、実施例１
と同じアルミニウムエッチング箔からなる集電体箔の両
面にコートしてロール圧延し、シート状電極を形成し
た。集電体箔上の分極性電極の組成は、活性炭７５重量
％、アセチレンブラック１４重量％、ポリテトラフルオ
ロエチレン１１重量％であった。得られたシート状電極
から２枚の５８ｍｍ×１３ｍｍの電極４、５を切り出
し、実施例１と同様にして直径８ｍｍ長さ２０ｍｍの電
気二重層キャパシタ１００を作製した。
【００２９】［比較例３］実施例１と同じ活性炭粉末と
アセチレンブラックの混合物に、ポリテトラフルオロエ
チレンを６０重量％含む水性デスパージョンと、ポリビ
ニルピロリドンとを添加してボールミル中で混合し、活
性炭とアセチレンブラックとポリテトラフルオロエチレ
ンとポリビニルピロリドンからなる固形分を１５重量％
含むスラリーを得た。固形分の組成は活性炭６５重量
％、アセチレンブラック１０重量％、ポリテトラフルオ
ロエチレン１２重量％、ポリビニルピロリドン１３重量
％である。実施例１と同じアルミニウムエッチング箔
に、このスラリーのバーコーターによるコートと１００
℃での乾燥を両面に施してシート状電極を得た。得られ
たシート状電極から２枚の５８ｍｍ×１３ｍｍの電極
４、５を切り出し、実施例１と同様にして直径８ｍｍ長
さ２０ｍｍの電気二重層キャパシタ１００を作製した。
アセチレンブラックの混合物に、ポリテトラフルオロエ
チレンを６０重量％含む水性デスパージョンと、ポリビ
ニルピロリドンとを添加してボールミル中で混合し、活
性炭とアセチレンブラックとポリテトラフルオロエチレ
ンとポリビニルピロリドンからなる固形分を１５重量％
含むスラリーを得た。固形分の組成は活性炭６５重量
％、アセチレンブラック１０重量％、ポリテトラフルオ
ロエチレン１２重量％、ポリビニルピロリドン１３重量
％である。実施例１と同じアルミニウムエッチング箔
に、このスラリーのバーコーターによるコートと１００
℃での乾燥を両面に施してシート状電極を得た。得られ
たシート状電極から２枚の５８ｍｍ×１３ｍｍの電極
４、５を切り出し、実施例１と同様にして直径８ｍｍ長
さ２０ｍｍの電気二重層キャパシタ１００を作製した。
【００３０】実施例１、２及び４並びに比較例１〜３の
電気二重層キャパシタ１００の定格電圧はいずれも２．
８Ｖである。実施例３の電気二重層キャパシタ２００の
定格電圧は２．５Ｖである。初期の容量と直流電流放電
により求めた初期内部抵抗とを測定した後、７０℃で定
格電圧を印加した状態で１０００時間経過した後に容量
と内部抵抗とを再び測定した。容量については、初期容
量からの容量変化率（％）を算出して示した。実施例１
から４および比較例１から３における測定結果を表１に
示す。
電気二重層キャパシタ１００の定格電圧はいずれも２．
８Ｖである。実施例３の電気二重層キャパシタ２００の
定格電圧は２．５Ｖである。初期の容量と直流電流放電
により求めた初期内部抵抗とを測定した後、７０℃で定
格電圧を印加した状態で１０００時間経過した後に容量
と内部抵抗とを再び測定した。容量については、初期容
量からの容量変化率（％）を算出して示した。実施例１
から４および比較例１から３における測定結果を表１に
示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１によれば、本発明の実施例において
は、内部抵抗が小さい電気二重層キャパシタが得られて
いる。また、７０℃で２．８Ｖ印加したまま１０００時
間経過した後においても、本発明の実施例に係る電気二
重層キャパシタは初期容量からの容量変化率が小さく、
小さい内部抵抗が保持され、非常に信頼性と耐久性の高
い電気二重層キャパシタが得られている。さらに、実施
例１と実施例４とを比較すれば、１８５℃でロールプレ
スした実施例１の方が、室温でロールプレスした実施例
４よりも優れた特性を示していることがわかる。
は、内部抵抗が小さい電気二重層キャパシタが得られて
いる。また、７０℃で２．８Ｖ印加したまま１０００時
間経過した後においても、本発明の実施例に係る電気二
重層キャパシタは初期容量からの容量変化率が小さく、
小さい内部抵抗が保持され、非常に信頼性と耐久性の高
い電気二重層キャパシタが得られている。さらに、実施
例１と実施例４とを比較すれば、１８５℃でロールプレ
スした実施例１の方が、室温でロールプレスした実施例
４よりも優れた特性を示していることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、内部抵抗が低く、信頼
性と耐久性の高い電気二重層キャパシタを得ることが出
来る。
性と耐久性の高い電気二重層キャパシタを得ることが出
来る。
【図１】本発明の実施例１、２及び４並びに比較例１〜
３の電気二重層キャパシタの構造を説明するための部分
断面斜視図である。
３の電気二重層キャパシタの構造を説明するための部分
断面斜視図である。
【図２】本発明の実施例３の角型電気二重層キャパシタ
に用いられる正極および負極の構造および積層方法を説
明するための斜視図である。
に用いられる正極および負極の構造および積層方法を説
明するための斜視図である。
【図３】本発明の実施例３の角型電気二重層キャパシタ
の構造を説明するための部分断面斜視図である。
の構造を説明するための部分断面斜視図である。
１、２…分極性電極 ３…集電体箔 ４、５…電極 ６、２８…セパレータ ７…アルミニウムケース ８、９…アルミニウム製タブ端子 １０…封口ゴム ２０、２１…集電端子 ２２、２３…活性炭の付着した部分 ２６…負極 ２７…正極 ３０、３１…集電体リード ３２…アルミニウムケース ３３…正極端子 ３４…負極端子 ３５…上蓋
フロントページの続き (72)発明者 森本 剛 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 池田 克治 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 小林 真直 神奈川県藤沢市辻堂新町２丁目２番１号 エルナー株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】セパレータを挟んで対向している集電体付
きの分極性電極と電解液とを内蔵する電気二重層キャパ
シタであって、前記分極性電極がバインダーで結合され
た高比表面積活性炭と導電性付与剤とを主要構成要素と
するものであり、前記バインダーが有機溶剤に可溶の含
フッ素ポリマーであることを特徴とする電気二重層キャ
パシタ。 - 【請求項２】前記分極性電極が６０〜９０重量％の前記
高比表面積活性炭、５〜２５重量％の前記バインダーお
よび残部の前記導電性付与剤を含むものである請求項１
記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】前記含フッ素ポリマーがポリフッ化ビニリ
デン、フルオロオレフィンビニルエーテル共重合ポリマ
ーまたはテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合ポ
リマーである請求項１または２記載の電気二重層キャパ
シタ。 - 【請求項４】前記高比表面積活性炭が１５００〜３００
０ｍ2 ／ｇの比表面積を有するものであり、前記導電性
付与剤がアセチレンブラック及び／又はケッチェンブラ
ックであり、前記集電体が粗面化されたアルミニウム箔
又は粗面化されたステンレス箔であり、前記電解液が有
機電解液である請求項１〜３のいずれか１つに記載の電
気二重層キャパシタ。 - 【請求項５】前記集電体付きの分極性電極が前記含フッ
素ポリマーの融点以上の温度で加熱プレスされたもので
ある請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気二重層キ
ャパシタ。 - 【請求項６】高比表面積活性炭と、導電性付与剤と、有
機溶剤に可溶の含フッ素ポリマーと、前記含フッ素ポリ
マーを溶解し得る有機溶剤とを主として混合したスラリ
ーを集電体上にコートし、その後乾燥して前記有機溶剤
を除去する工程を有することを特徴とする請求項１記載
の電気二重層キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215371A JPH0855761A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215371A JPH0855761A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855761A true JPH0855761A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16671194
Family Applications (1)
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| JP (1) | JPH0855761A (ja) |
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-
1994
- 1994-08-16 JP JP6215371A patent/JPH0855761A/ja not_active Withdrawn
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