JPH11340101A - 電気二重層キャパシタ用電解液及び電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタ用電解液及び電気二重層キャパシタInfo
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- JPH11340101A JPH11340101A JP10162970A JP16297098A JPH11340101A JP H11340101 A JPH11340101 A JP H11340101A JP 10162970 A JP10162970 A JP 10162970A JP 16297098 A JP16297098 A JP 16297098A JP H11340101 A JPH11340101 A JP H11340101A
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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
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐電圧が高い電気二重層キャパシタ用電解液
及びそれを用いた容量の大きい電気二重層キャパシタを
提供すること。 【解決手段】 電解質塩を有機溶媒に溶解した有機溶媒
系電解液であって、前記有機溶媒としてγ−ブチロラク
トンの誘導体を含有する電気二重層キャパシタ用電解
液。
及びそれを用いた容量の大きい電気二重層キャパシタを
提供すること。 【解決手段】 電解質塩を有機溶媒に溶解した有機溶媒
系電解液であって、前記有機溶媒としてγ−ブチロラク
トンの誘導体を含有する電気二重層キャパシタ用電解
液。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層キャパ
シタを駆動するために用いられる有機溶媒系電解液及び
それを用いた電気二重層キャパシタに関するものであ
る。
シタを駆動するために用いられる有機溶媒系電解液及び
それを用いた電気二重層キャパシタに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタ用電解液に
は、水系電解液と有機溶媒系電解液の二種類があるが、
一般に有機溶媒系電解液の方が電位窓が広く、多く用い
られている。
は、水系電解液と有機溶媒系電解液の二種類があるが、
一般に有機溶媒系電解液の方が電位窓が広く、多く用い
られている。
【０００３】有機溶媒系電解液は、主溶媒としてγ−ブ
チロラクトンやプロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が用いら
れ、そしてこれに支持電解質としてテトラフルオロほう
酸テトラエチルアンモニウム等の有機酸塩、または無機
酸塩を加えたものが多く用いられている。特に、主溶媒
としてγ−ブチロラクトンを用いた場合、電位窓は他の
カーボネート系溶媒よりも大きくなり、かつ温度特性も
良好である。
チロラクトンやプロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が用いら
れ、そしてこれに支持電解質としてテトラフルオロほう
酸テトラエチルアンモニウム等の有機酸塩、または無機
酸塩を加えたものが多く用いられている。特に、主溶媒
としてγ−ブチロラクトンを用いた場合、電位窓は他の
カーボネート系溶媒よりも大きくなり、かつ温度特性も
良好である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主溶媒
としてγ−ブチロラクトンを用いた電解液においては、
極微量の水が存在するだけでなく化１に示すラクトン環
の−ＣＯＯ−部分が加水分解を起こし、そしてこれによ
って電解液の酸化電位が著しく低下するという問題点を
有していた［Ｍ.Ｕｅ，Ｋ.Ｉｄａ，Ｓ.Ｍｏｒｉ，Ｊ.Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.，１４１，２９８９（１
９９４）］。
としてγ−ブチロラクトンを用いた電解液においては、
極微量の水が存在するだけでなく化１に示すラクトン環
の−ＣＯＯ−部分が加水分解を起こし、そしてこれによ
って電解液の酸化電位が著しく低下するという問題点を
有していた［Ｍ.Ｕｅ，Ｋ.Ｉｄａ，Ｓ.Ｍｏｒｉ，Ｊ.Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.，１４１，２９８９（１
９９４）］。
【０００５】
【化１】
【０００６】本発明は、上記の問題点を解決し、耐電圧
が高い電気二重層キャパシタ用電解液及びそれを用いた
容量の大きい電気二重層キャパシタを提供することにあ
る。
が高い電気二重層キャパシタ用電解液及びそれを用いた
容量の大きい電気二重層キャパシタを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、より耐電圧
の高い電解液の開発を目的として鋭意努力した結果、電
解液溶媒として使用されていなかったα位、β位、また
はγ位に電子供与性置換基であるエチル基を一つ以上導
入したγ−ブチロラクトンの誘導体を使用することによ
り、−ＣＯＯ−部分の炭素の電子密度が高くなり、加水
分解反応を抑制することができるとともに、酸化分解電
位を高めることができることを見出した。
の高い電解液の開発を目的として鋭意努力した結果、電
解液溶媒として使用されていなかったα位、β位、また
はγ位に電子供与性置換基であるエチル基を一つ以上導
入したγ−ブチロラクトンの誘導体を使用することによ
り、−ＣＯＯ−部分の炭素の電子密度が高くなり、加水
分解反応を抑制することができるとともに、酸化分解電
位を高めることができることを見出した。
【０００８】即ち、本発明は、電解質塩を有機溶媒に溶
解した有機溶媒系電解液であって、前記有機溶媒として
γ−ブチロラクトンの誘導体を含有する電気二重層キャ
パシタ用電解液である。
解した有機溶媒系電解液であって、前記有機溶媒として
γ−ブチロラクトンの誘導体を含有する電気二重層キャ
パシタ用電解液である。
【０００９】また、本発明は、前記γ−ブチロラクトン
の誘導体が、ラクトン環上のα位、β位、またはγ位の
炭素にエチル基を一つ以上有する上記の電気二重層キャ
パシタ用電解液である。
の誘導体が、ラクトン環上のα位、β位、またはγ位の
炭素にエチル基を一つ以上有する上記の電気二重層キャ
パシタ用電解液である。
【００１０】また、本発明は、上記の電解液を用いた電
気二重層キャパシタである。
気二重層キャパシタである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、電解質塩を有機溶媒に
溶解した有機溶媒系電解液であって、有機溶媒としてα
位、β位、またはγ位にエチル基を一つ以上導入したγ
−ブチロラクトンを含有する電気二重層キャパシタ駆動
用電解液及びそれを用いた電気二重層キャパシタであ
る。
溶解した有機溶媒系電解液であって、有機溶媒としてα
位、β位、またはγ位にエチル基を一つ以上導入したγ
−ブチロラクトンを含有する電気二重層キャパシタ駆動
用電解液及びそれを用いた電気二重層キャパシタであ
る。
【００１２】上記構成の電気二重層キャパシタ用電解液
によれば、−ＣＯＯ−部分の炭素の電子密度が高くな
り、加水分解反応が抑制され酸化分解電位を高めること
ができる。ただし、エチル基が一つ以上含有されていれ
ば、他の置換基はメチル基やブチル基であっても、その
効果は変わらない。
によれば、−ＣＯＯ−部分の炭素の電子密度が高くな
り、加水分解反応が抑制され酸化分解電位を高めること
ができる。ただし、エチル基が一つ以上含有されていれ
ば、他の置換基はメチル基やブチル基であっても、その
効果は変わらない。
【００１３】本発明の有機溶媒系電解液の溶媒には、も
ちろんγ−ブチロラクトンの誘導体に他の既知の溶媒を
混合して用いることができる。ただし、その場合、本発
明のγ−ブチロラクトンの誘導体と相溶性を有し、電解
液としての機能を阻害しないものでなくてはならない。
たとえば、プロピレンカーボネートやエチレンカーボネ
ート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリ
ル、スルホラン等が挙げられる。混合溶媒の場合には、
γ−ブチロラクトンの誘導体の含有量は、本発明の効果
を十分に発揮するために、５０ｗｔ％以上、１００ｗｔ
％以下が望ましいが、特に、これに限定されるものでは
ない。
ちろんγ−ブチロラクトンの誘導体に他の既知の溶媒を
混合して用いることができる。ただし、その場合、本発
明のγ−ブチロラクトンの誘導体と相溶性を有し、電解
液としての機能を阻害しないものでなくてはならない。
たとえば、プロピレンカーボネートやエチレンカーボネ
ート、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトニトリ
ル、スルホラン等が挙げられる。混合溶媒の場合には、
γ−ブチロラクトンの誘導体の含有量は、本発明の効果
を十分に発揮するために、５０ｗｔ％以上、１００ｗｔ
％以下が望ましいが、特に、これに限定されるものでは
ない。
【００１４】本発明の電解液の溶質については、特に限
定されるものではなく、一般的に有機溶媒系電解液の電
解質として使用されるもの、たとえば、過塩素酸テトラ
エチルアンモニウム、過塩素酸リチウム、テトラフルオ
ロほう酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロり
ん酸テトラブチルアンモニウム、ヘキサフルオロりん酸
テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。
定されるものではなく、一般的に有機溶媒系電解液の電
解質として使用されるもの、たとえば、過塩素酸テトラ
エチルアンモニウム、過塩素酸リチウム、テトラフルオ
ロほう酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロり
ん酸テトラブチルアンモニウム、ヘキサフルオロりん酸
テトラエチルアンモニウム等が挙げられる。
【００１５】本発明の有機溶媒系電解液の溶質濃度は、
好ましくは０.３ｍｏｌ／ｌ以上、１.５ｍｏｌ／ｌ以下
である。溶質濃度が低すぎる場合、電荷を移動させるイ
オン量が少ないために、電解液としての機能が不十分に
なる。また、高すぎても電解液の粘度が高くなるため
に、伝導度が低下し、内部抵抗増大の一因となる。
好ましくは０.３ｍｏｌ／ｌ以上、１.５ｍｏｌ／ｌ以下
である。溶質濃度が低すぎる場合、電荷を移動させるイ
オン量が少ないために、電解液としての機能が不十分に
なる。また、高すぎても電解液の粘度が高くなるため
に、伝導度が低下し、内部抵抗増大の一因となる。
【００１６】
【実施例】以下に、実施例、比較例を用いて本発明を具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００１７】（実施例１）テトラフルオロほう酸テトラ
エチルアンモニウムをα−エチル−γ−ブチロラクトン
に濃度０.５ｍｏｌ／ｌとなるように溶解して、本発明
の電解液を調製した。
エチルアンモニウムをα−エチル−γ−ブチロラクトン
に濃度０.５ｍｏｌ／ｌとなるように溶解して、本発明
の電解液を調製した。
【００１８】この電解液を用い、参照極として銀・塩化
銀電極、対極としてグラッシーカーボン電極、作用極と
してグラッシーカーボン電極を用いて、乾燥窒素雰囲
気、２５℃のグローブボックス内において、１０ｍＶ／
ｓｅｃで電位を掃引して電流−電位曲線を得た。この電
流−電位曲線から電解液の酸化分解電位、還元分解電位
を測定し、電位窓を求めた。
銀電極、対極としてグラッシーカーボン電極、作用極と
してグラッシーカーボン電極を用いて、乾燥窒素雰囲
気、２５℃のグローブボックス内において、１０ｍＶ／
ｓｅｃで電位を掃引して電流−電位曲線を得た。この電
流−電位曲線から電解液の酸化分解電位、還元分解電位
を測定し、電位窓を求めた。
【００１９】（実施例２）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、β−エチル−γ−ブチロラクトンを用
いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、
還元分解電位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、β−エチル−γ−ブチロラクトンを用
いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、
還元分解電位、電位窓の測定を行った。
【００２０】（実施例３）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、γ−エチル−γ−ブチロラクトンを用
いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、
還元分解電位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、γ−エチル−γ−ブチロラクトンを用
いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、
還元分解電位、電位窓の測定を行った。
【００２１】（実施例４）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、６０ｗｔ％のα−エチル−γ−ブチロ
ラクトンと４０ｗｔ％のプロピレンカーボネートとを混
合したものを用いて実施例１と同様に電解液を調製し、
酸化分解電位、還元分解電位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、６０ｗｔ％のα−エチル−γ−ブチロ
ラクトンと４０ｗｔ％のプロピレンカーボネートとを混
合したものを用いて実施例１と同様に電解液を調製し、
酸化分解電位、還元分解電位、電位窓の測定を行った。
【００２２】（実施例５）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、α、β−ジエチル−γ−ブチロラクト
ンを用いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸化分解
電位、還元分解電位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、α、β−ジエチル−γ−ブチロラクト
ンを用いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸化分解
電位、還元分解電位、電位窓の測定を行った。
【００２３】（実施例６）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、α−エチル−β−メチル−γ−ブチロ
ラクトンを用いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸
化分解電位、還元分解電位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、α−エチル−β−メチル−γ−ブチロ
ラクトンを用いて実施例１と同様に電解液を調製し、酸
化分解電位、還元分解電位、電位窓の測定を行った。
【００２４】（比較例１）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、プロピレンカーボネートを用いて実施
例１と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、還元分解
電位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、プロピレンカーボネートを用いて実施
例１と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、還元分解
電位、電位窓の測定を行った。
【００２５】（比較例２）α−エチル−γ−ブチロラク
トンのかわりに、γ−ブチロラクトンを用いて実施例１
と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、還元分解電
位、電位窓の測定を行った。
トンのかわりに、γ−ブチロラクトンを用いて実施例１
と同様に電解液を調製し、酸化分解電位、還元分解電
位、電位窓の測定を行った。
【００２６】以上の結果を表１に示す。
【００２７】
【００２８】表１から明らかなように、本発明のγ−ブ
チロラクトンの誘導体を含有する実施例１，２，３，
４，５，６は、比較例１，２の電解液と比較して、電位
窓が広いため、耐電圧が高い。従って、電気二重層キャ
パシタに用いたときに容量の大きなものが得られる。
チロラクトンの誘導体を含有する実施例１，２，３，
４，５，６は、比較例１，２の電解液と比較して、電位
窓が広いため、耐電圧が高い。従って、電気二重層キャ
パシタに用いたときに容量の大きなものが得られる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、上記の問題点を解決
し、耐電圧が高い電気二重層キャパシタ用電解液及びそ
れを用いた容量の大きい電気二重層キャパシタを提供す
ることができた。
し、耐電圧が高い電気二重層キャパシタ用電解液及びそ
れを用いた容量の大きい電気二重層キャパシタを提供す
ることができた。
Claims (3)
- 【請求項１】 電解質塩を有機溶媒に溶解した有機溶媒
系電解液であって、前記有機溶媒としてγ−ブチロラク
トンの誘導体を含有することを特徴とする電気二重層キ
ャパシタ用電解液。 - 【請求項２】 前記γ−ブチロラクトンの誘導体は、ラ
クトン環上のα位、β位、またはγ位の炭素にエチル基
を一つ以上有することを特徴とする請求項１記載の電気
二重層キャパシタ用電解液。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の電解液を用いた
ことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10162970A JPH11340101A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 電気二重層キャパシタ用電解液及び電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10162970A JPH11340101A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 電気二重層キャパシタ用電解液及び電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340101A true JPH11340101A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15764747
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| JP10162970A Pending JPH11340101A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 電気二重層キャパシタ用電解液及び電気二重層キャパシタ |
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|---|---|
| JP (1) | JPH11340101A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004013878A1 (ja) * | 2002-08-06 | 2004-02-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気二重層コンデンサ用電解液の選定方法 |
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| JP2007243111A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Daikin Ind Ltd | 電解液 |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10162970A patent/JPH11340101A/ja active Pending
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