JPH0897099A - 電気二重層コンデンサ電極材の処理方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサ電極材の処理方法Info
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- JPH0897099A JPH0897099A JP6229668A JP22966894A JPH0897099A JP H0897099 A JPH0897099 A JP H0897099A JP 6229668 A JP6229668 A JP 6229668A JP 22966894 A JP22966894 A JP 22966894A JP H0897099 A JPH0897099 A JP H0897099A
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- sulfuric acid
- acid solution
- porous carbon
- concentration
- molded body
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- Pending
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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
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 活性炭により構成される分極性電極を用いた
電気二重層コンデンサーの単位体積あたりの充電電気量
を増大させる。 【構成】 多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸
溶液中で加熱処理することを特徴とする電極二重層コン
デンサ電極材の処理方法。
電気二重層コンデンサーの単位体積あたりの充電電気量
を増大させる。 【構成】 多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸
溶液中で加熱処理することを特徴とする電極二重層コン
デンサ電極材の処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種の電子機器ある
いは電気機械の補助電源などとして使用される小型で大
容量の電気二重層コンデンサに適した電極材の処理方法
の改良に関する。
いは電気機械の補助電源などとして使用される小型で大
容量の電気二重層コンデンサに適した電極材の処理方法
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、電気二重層キ
ャパシタとも呼ばれ、従来から電子機器のメモリバック
アップ用電源等の用途に小型の製品が用いられている。
最近では、モーターを駆動するような高負荷かつ大容量
の電気二重層キャパシタの開発が行なわれている。この
ような用途では、従来以上に、実用性能として大放電電
流での使用でも充電電気量が大きく、低温特性が良いこ
とが要求されている。
ャパシタとも呼ばれ、従来から電子機器のメモリバック
アップ用電源等の用途に小型の製品が用いられている。
最近では、モーターを駆動するような高負荷かつ大容量
の電気二重層キャパシタの開発が行なわれている。この
ような用途では、従来以上に、実用性能として大放電電
流での使用でも充電電気量が大きく、低温特性が良いこ
とが要求されている。
【０００３】従来より充電電気量を大きくする検討およ
び低温特性を向上する検討は様々におこなわれている。
例えば、低温性能の向上のために２０Å以上の直径の細
孔が多い活性炭繊維を用いることが特公平−４−３６４
４５号公報で提案されている。また充電電気量向上のた
めに酸化性液体中で加熱処理した炭素質原材料を用いる
ことも、特開昭−６２−９０９１６号公報で提案されて
いる。しかし従来のキャパシタは、大放電電流で使用す
る場合に低温（−２０℃）での電気容量が常温（２２
℃）に較べて著しく低下し、このため低温かつ大放電電
流が求められる自動車の補助電源等の用途に対して十分
な性能のものでないという問題点があった。
び低温特性を向上する検討は様々におこなわれている。
例えば、低温性能の向上のために２０Å以上の直径の細
孔が多い活性炭繊維を用いることが特公平−４−３６４
４５号公報で提案されている。また充電電気量向上のた
めに酸化性液体中で加熱処理した炭素質原材料を用いる
ことも、特開昭−６２−９０９１６号公報で提案されて
いる。しかし従来のキャパシタは、大放電電流で使用す
る場合に低温（−２０℃）での電気容量が常温（２２
℃）に較べて著しく低下し、このため低温かつ大放電電
流が求められる自動車の補助電源等の用途に対して十分
な性能のものでないという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大放
電電流での使用でも単位体積当たりの充電電気量が高
く、また低温性能の良好なキャパシタを提供するもので
ある。
電電流での使用でも単位体積当たりの充電電気量が高
く、また低温性能の良好なキャパシタを提供するもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために電極材の前処理方法を種々検討した結
果、多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸溶液中
で加熱処理することにより低温かつ大放電電流の条件で
の静電容量を大幅に向上させることができることを見い
だし、本発明を完成するに至った。すなわち本発明の要
旨は多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸液中で
加熱処理することを特徴とする電気二重層コンデンサ電
極材の処理方法に存する。
を達成するために電極材の前処理方法を種々検討した結
果、多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸溶液中
で加熱処理することにより低温かつ大放電電流の条件で
の静電容量を大幅に向上させることができることを見い
だし、本発明を完成するに至った。すなわち本発明の要
旨は多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸液中で
加熱処理することを特徴とする電気二重層コンデンサ電
極材の処理方法に存する。
【０００６】本発明において多孔質炭素の成形体は、特
に限定は無いが、多孔質炭素として活性炭、カーボンブ
ラック、活性炭繊維或いはこれらの混合物が好適であ
る。またこれらの成形は、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、フェノール等の樹
脂をバインダーとして数％添加し良く混合して金型に入
れ加圧成形するか、加熱加圧成形、加熱焼結或るいは通
電焼結等を用いることが出来る。多孔質炭素の成形体を
硫酸溶液中で加熱処理する方法は、硫酸溶液中に成形体
を入れてから加熱処理するか、あらかじめ加熱してある
硫酸溶液中に成形体を入れて加熱処理することが出来
る。加熱処理に用いる硫酸溶液は、濃度５０％以上とす
る。これにより、低濃度の硫酸溶液を用いた場合性能の
向上が充分でない。ただし成形に用いた樹脂の種類や成
型法によって、最初から濃度８０％以上の硫酸溶液で加
熱処理すると成形体が崩壊することがある。成形体の崩
壊を避けるために、予め濃度５０％未満の硫酸溶液中に
成形体をいれて水を蒸発させて硫酸を濃縮しながら加熱
処理して５０％以上とすることができる。加熱処理の温
度は、用いる硫酸溶液の濃度によるが、沸騰状態が望ま
しい。
に限定は無いが、多孔質炭素として活性炭、カーボンブ
ラック、活性炭繊維或いはこれらの混合物が好適であ
る。またこれらの成形は、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、フェノール等の樹
脂をバインダーとして数％添加し良く混合して金型に入
れ加圧成形するか、加熱加圧成形、加熱焼結或るいは通
電焼結等を用いることが出来る。多孔質炭素の成形体を
硫酸溶液中で加熱処理する方法は、硫酸溶液中に成形体
を入れてから加熱処理するか、あらかじめ加熱してある
硫酸溶液中に成形体を入れて加熱処理することが出来
る。加熱処理に用いる硫酸溶液は、濃度５０％以上とす
る。これにより、低濃度の硫酸溶液を用いた場合性能の
向上が充分でない。ただし成形に用いた樹脂の種類や成
型法によって、最初から濃度８０％以上の硫酸溶液で加
熱処理すると成形体が崩壊することがある。成形体の崩
壊を避けるために、予め濃度５０％未満の硫酸溶液中に
成形体をいれて水を蒸発させて硫酸を濃縮しながら加熱
処理して５０％以上とすることができる。加熱処理の温
度は、用いる硫酸溶液の濃度によるが、沸騰状態が望ま
しい。
【０００７】このようにして得られる電極材は常法によ
り、電極二重層コンデンサーの電極として用いうる。本
発明の処理によって、多孔質炭素成型体の微細孔中に硫
酸が十分に浸透して内部抵抗が低下すると同時に炭素表
面にスルホン基やカルボキシル基等の表面官能基が生成
して炭素表面が改質され電解液、イオンとの親和性が向
上して単位比表面積当たりの充電電気量が増大する結
果、低温かつ大放電電流の性能が向上すると考えられ
る。
り、電極二重層コンデンサーの電極として用いうる。本
発明の処理によって、多孔質炭素成型体の微細孔中に硫
酸が十分に浸透して内部抵抗が低下すると同時に炭素表
面にスルホン基やカルボキシル基等の表面官能基が生成
して炭素表面が改質され電解液、イオンとの親和性が向
上して単位比表面積当たりの充電電気量が増大する結
果、低温かつ大放電電流の性能が向上すると考えられ
る。
【０００８】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明するが、
本説明は実施した例に過ぎず特許請求の範囲は本実施例
に制限されるものではない。多孔質炭素として活性炭を
用いて２ｗｔ％のポリテトラフルオロエチレンを添加し
てボールミルで混合した。混合物を直径２０ｍｍの金型
に入れ１２７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力にて成型した。厚さ
１．５ｍｍ、直径２０ｍｍの多孔質炭素の成型体を２枚
づつ作製した。この成型体を硫酸溶液中で加熱処理し
た。セパレーターとしては、厚さ１０μｍのポリエチレ
ン製多孔質膜を用いた。集電極には、白金板を用いた。
電解液は３０％の硫酸水溶液を用いた。テフロン製型に
白金集電極を設置し、セパレータを介して多孔質炭素の
成型体を挟みんだ。この組み立てたセルを３０％硫酸中
に浸した。このセルを恒温層に入れ北斗電工製充放電装
置ＨＪ−２０１Ｂに接続し、成型体断面積に対して０．
０５Ａ／ｃｍ2 および０．２５Ａ／ｃｍ2 の電流密度、
温度２２℃および−２０℃の計４条件で充放電テストを
おこなった。
本説明は実施した例に過ぎず特許請求の範囲は本実施例
に制限されるものではない。多孔質炭素として活性炭を
用いて２ｗｔ％のポリテトラフルオロエチレンを添加し
てボールミルで混合した。混合物を直径２０ｍｍの金型
に入れ１２７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力にて成型した。厚さ
１．５ｍｍ、直径２０ｍｍの多孔質炭素の成型体を２枚
づつ作製した。この成型体を硫酸溶液中で加熱処理し
た。セパレーターとしては、厚さ１０μｍのポリエチレ
ン製多孔質膜を用いた。集電極には、白金板を用いた。
電解液は３０％の硫酸水溶液を用いた。テフロン製型に
白金集電極を設置し、セパレータを介して多孔質炭素の
成型体を挟みんだ。この組み立てたセルを３０％硫酸中
に浸した。このセルを恒温層に入れ北斗電工製充放電装
置ＨＪ−２０１Ｂに接続し、成型体断面積に対して０．
０５Ａ／ｃｍ2 および０．２５Ａ／ｃｍ2 の電流密度、
温度２２℃および−２０℃の計４条件で充放電テストを
おこなった。
【０００９】〔実施例１〕多孔質炭素の成型体を６０％
濃度の硫酸溶液中で沸騰状態で１時間処理した。この成
型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。 〔実施例２〕多孔質炭素の成型体を７０％濃度の硫酸溶
液中で沸騰状態で１時間処理した。この成型体でセルを
組み立て、内部抵抗と充電容量を測定した。
濃度の硫酸溶液中で沸騰状態で１時間処理した。この成
型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。 〔実施例２〕多孔質炭素の成型体を７０％濃度の硫酸溶
液中で沸騰状態で１時間処理した。この成型体でセルを
組み立て、内部抵抗と充電容量を測定した。
【００１０】〔実施例３〕多孔質炭素の成型体を８０％
濃度の硫酸溶液中で沸騰状態で１時間処理した。この成
型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。 〔実施例４〕多孔質炭素の成型体を３０％濃度の硫酸溶
液中で沸騰状態で水を蒸発させて硫酸を濃縮しながら１
時間処理した。処理終了後、硫酸濃度は９３％であっ
た。この成型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量
を測定した。実施例１〜４のように、本発明によれば、
大放電電流での充電電気量が大きく、特に低温性能が顕
著に改良されたキャパシタが得られる。
濃度の硫酸溶液中で沸騰状態で１時間処理した。この成
型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。 〔実施例４〕多孔質炭素の成型体を３０％濃度の硫酸溶
液中で沸騰状態で水を蒸発させて硫酸を濃縮しながら１
時間処理した。処理終了後、硫酸濃度は９３％であっ
た。この成型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量
を測定した。実施例１〜４のように、本発明によれば、
大放電電流での充電電気量が大きく、特に低温性能が顕
著に改良されたキャパシタが得られる。
【００１１】〔比較例１〕多孔質炭素の成型体を３０％
濃度の硫酸溶液中で室温にて真空含浸処理した。この成
型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。 〔比較例２〕多孔質炭素の成型体を３０％濃度の硫酸溶
液中で沸騰状態で１時間処理した。この成型体でセルを
組み立て、内部抵抗と充電容量を測定した。
濃度の硫酸溶液中で室温にて真空含浸処理した。この成
型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。 〔比較例２〕多孔質炭素の成型体を３０％濃度の硫酸溶
液中で沸騰状態で１時間処理した。この成型体でセルを
組み立て、内部抵抗と充電容量を測定した。
【００１２】〔比較例３〕原料の多孔質炭素を９７％濃
度の硫酸溶液中で１００℃で１時間処理した。これを脱
塩水で水洗し乾燥した後、前記の方法で成型体とし３０
％濃度の硫酸溶液中で室温にて真空含浸処理した。この
成型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。
度の硫酸溶液中で１００℃で１時間処理した。これを脱
塩水で水洗し乾燥した後、前記の方法で成型体とし３０
％濃度の硫酸溶液中で室温にて真空含浸処理した。この
成型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。
【００１３】〔比較例４〕原料の多孔質炭素を８０％濃
度の硫酸溶液中で沸騰状態で１時間処理した。これを脱
塩水で水洗し乾燥した後、前記の方法で成型体とし３０
％濃度の硫酸溶液中で室温にて真空含浸処理した。この
成型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。測定結果を表−１に示す。
度の硫酸溶液中で沸騰状態で１時間処理した。これを脱
塩水で水洗し乾燥した後、前記の方法で成型体とし３０
％濃度の硫酸溶液中で室温にて真空含浸処理した。この
成型体でセルを組み立て、内部抵抗と充電容量を測定し
た。測定結果を表−１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、多
孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸溶液中で加熱
処理することにより、内部抵抗が低く大放電電流での使
用でも単位体積当たりの充電電気即ちＣ／ｃｃが高く、
また低温性能の良好な電気二重層キャパシタ用電極材が
得られる。
孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の硫酸溶液中で加熱
処理することにより、内部抵抗が低く大放電電流での使
用でも単位体積当たりの充電電気即ちＣ／ｃｃが高く、
また低温性能の良好な電気二重層キャパシタ用電極材が
得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】 多孔質炭素の成形体を濃度５０％以上の
硫酸溶液中で加熱処理することを特徴とする電気二重層
コンデンサ電極材の処理方法。 - 【請求項２】 多孔質炭素の成形体を硫酸濃度が５０％
未満の溶液中に入れ、加熱処理により硫酸濃度が７０％
以上に変化させることを特徴とする電気二重層コンデン
サ電極材の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229668A JPH0897099A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 電気二重層コンデンサ電極材の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229668A JPH0897099A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 電気二重層コンデンサ電極材の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897099A true JPH0897099A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16895810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229668A Pending JPH0897099A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 電気二重層コンデンサ電極材の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897099A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522410A (ja) * | 2000-02-01 | 2003-07-22 | キャボット コーポレイション | 改質炭素生成物を含むキャパシター及びスーパーキャパシター |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP6229668A patent/JPH0897099A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522410A (ja) * | 2000-02-01 | 2003-07-22 | キャボット コーポレイション | 改質炭素生成物を含むキャパシター及びスーパーキャパシター |
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