JPH1154385A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
- Publication number
- JPH1154385A JPH1154385A JP9212275A JP21227597A JPH1154385A JP H1154385 A JPH1154385 A JP H1154385A JP 9212275 A JP9212275 A JP 9212275A JP 21227597 A JP21227597 A JP 21227597A JP H1154385 A JPH1154385 A JP H1154385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- double layer
- electric double
- layer capacitor
- capacity
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】充放電サイクル特性に優れ、耐電圧が高く、容
量が大きく、かつ抵抗が低くて急速充放電特性に優れる
電気二重層キャパシタの提供。 【解決手段】活性炭を主体とする分極性電極からなる正
極と、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料と銅
又はニッケルとを含み化学的方法又は電気化学的方法で
リチウムイオンを吸蔵させた負極と、リチウム塩を溶質
とする有機電解液とを有する電気二重層キャパシタ。
量が大きく、かつ抵抗が低くて急速充放電特性に優れる
電気二重層キャパシタの提供。 【解決手段】活性炭を主体とする分極性電極からなる正
極と、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料と銅
又はニッケルとを含み化学的方法又は電気化学的方法で
リチウムイオンを吸蔵させた負極と、リチウム塩を溶質
とする有機電解液とを有する電気二重層キャパシタ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗が低く、充放
電サイクルに優れ、耐電圧が高く、容量の大きい電気二
重層キャパシタに関する。
電サイクルに優れ、耐電圧が高く、容量の大きい電気二
重層キャパシタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタの電極は、
正極、負極ともに活性炭を主体とする分極性電極からな
っていた。この場合の耐電圧は水系電解液を使用すると
１．２Ｖ、有機系電解液を使用すると２．５〜３．３Ｖ
である。
正極、負極ともに活性炭を主体とする分極性電極からな
っていた。この場合の耐電圧は水系電解液を使用すると
１．２Ｖ、有機系電解液を使用すると２．５〜３．３Ｖ
である。
【０００３】電気二重層キャパシタの静電エネルギは耐
電圧の２乗に比例するので、耐電圧の高い有機電解液を
使用した方が水系電解液を使用するより高エネルギであ
る。しかし、有機電解液を使用し、正極と負極がともに
活性炭を主体とする分極性電極である電気二重層キャパ
シタのエネルギ密度は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次
電池等の二次電池の１０分の１以下であり、さらなるエ
ネルギ密度の向上が必要とされている。
電圧の２乗に比例するので、耐電圧の高い有機電解液を
使用した方が水系電解液を使用するより高エネルギであ
る。しかし、有機電解液を使用し、正極と負極がともに
活性炭を主体とする分極性電極である電気二重層キャパ
シタのエネルギ密度は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次
電池等の二次電池の１０分の１以下であり、さらなるエ
ネルギ密度の向上が必要とされている。
【０００４】特開昭６４−１４８８２には活性炭を主体
とする電極を正極とし、Ｘ線回折により測定した［００
２］面の面間隔が０．３３８〜０．３５６ｎｍである炭
素材料に、あらかじめリチウムイオンを吸蔵させた電極
を負極とする上限電圧が３Ｖの二次電池が提案されてい
る。また、特開平８−１０７０４８には、リチウムイオ
ンを吸蔵、脱離しうる炭素材料に、あらかじめ化学的方
法又は電気化学的方法でリチウムイオンを吸蔵させた炭
素材料を負極に用いる電気二重層キャパシタが提案され
ている。特開平９−５５３４２には、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料をリチウムと合金を形成しな
い多孔質集電体に担持させた負極を有する上限電圧が４
Ｖの電気二重層キャパシタが提案されている。
とする電極を正極とし、Ｘ線回折により測定した［００
２］面の面間隔が０．３３８〜０．３５６ｎｍである炭
素材料に、あらかじめリチウムイオンを吸蔵させた電極
を負極とする上限電圧が３Ｖの二次電池が提案されてい
る。また、特開平８−１０７０４８には、リチウムイオ
ンを吸蔵、脱離しうる炭素材料に、あらかじめ化学的方
法又は電気化学的方法でリチウムイオンを吸蔵させた炭
素材料を負極に用いる電気二重層キャパシタが提案され
ている。特開平９−５５３４２には、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料をリチウムと合金を形成しな
い多孔質集電体に担持させた負極を有する上限電圧が４
Ｖの電気二重層キャパシタが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなリチウム
イオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料にあらかじめリチウ
ムイオンを吸蔵させた負極は、活性炭を主体とする負極
より電位がより卑になるので、リチウムイオンを吸蔵、
脱離しうる炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵
させた負極と、活性炭を主体とする正極を組み合わせた
電気二重層キャパシタの耐電圧は、正極、負極ともに活
性炭を主体とする電気二重層キャパシタの耐電圧より高
くなる。
イオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料にあらかじめリチウ
ムイオンを吸蔵させた負極は、活性炭を主体とする負極
より電位がより卑になるので、リチウムイオンを吸蔵、
脱離しうる炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵
させた負極と、活性炭を主体とする正極を組み合わせた
電気二重層キャパシタの耐電圧は、正極、負極ともに活
性炭を主体とする電気二重層キャパシタの耐電圧より高
くなる。
【０００６】一方、電気二重層キャパシタの抵抗は、正
極の抵抗、電解液の抵抗及び負極の抵抗により決定され
るものであり、抵抗が低いと電気二重層キャパシタの急
速充放電特性が優れる。ところが、正極に活性炭、負極
にリチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料を用いた
電気二重層キャパシタの場合、特に負極の抵抗が大き
く、大電流充放電が困難であった。
極の抵抗、電解液の抵抗及び負極の抵抗により決定され
るものであり、抵抗が低いと電気二重層キャパシタの急
速充放電特性が優れる。ところが、正極に活性炭、負極
にリチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料を用いた
電気二重層キャパシタの場合、特に負極の抵抗が大き
く、大電流充放電が困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
すべくなされたものであり、活性炭を主体とする分極性
電極からなる正極と、負極と、リチウム塩を溶質とする
有機電解液とを有する電気二重層キャパシタにおいて、
前記負極がリチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料
と銅又はニッケルとを含み、かつ化学的方法又は電気化
学的方法でリチウムイオンを吸蔵させたことを特徴とす
る電気二重層キャパシタを提供する。
すべくなされたものであり、活性炭を主体とする分極性
電極からなる正極と、負極と、リチウム塩を溶質とする
有機電解液とを有する電気二重層キャパシタにおいて、
前記負極がリチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料
と銅又はニッケルとを含み、かつ化学的方法又は電気化
学的方法でリチウムイオンを吸蔵させたことを特徴とす
る電気二重層キャパシタを提供する。
【０００８】リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材
料としては天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素、易黒
鉛化性炭素、低温焼成炭素などが存在する。ここで、難
黒鉛化性炭素とはフルフリルアルコール樹脂やフェノー
ル樹脂を焼成した炭素材料であり、結晶子サイズが数ｎ
ｍ以下、密度が１．５〜１．８ｇ／ｃｍ3 の炭素材料を
いう。また、易黒鉛化性炭素とはコークス、メソカーボ
ンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱
分解気相成長炭素繊維等であり、結晶子サイズは１．８
〜２．１ｇ／ｃｍ3 の炭素材料をいう。
料としては天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素、易黒
鉛化性炭素、低温焼成炭素などが存在する。ここで、難
黒鉛化性炭素とはフルフリルアルコール樹脂やフェノー
ル樹脂を焼成した炭素材料であり、結晶子サイズが数ｎ
ｍ以下、密度が１．５〜１．８ｇ／ｃｍ3 の炭素材料を
いう。また、易黒鉛化性炭素とはコークス、メソカーボ
ンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱
分解気相成長炭素繊維等であり、結晶子サイズは１．８
〜２．１ｇ／ｃｍ3 の炭素材料をいう。
【０００９】本発明において、リチウムイオンを吸蔵、
脱離しうる炭素材料は、Ｘ線回折の測定による［００
２］面の面間隔が０．３３５〜０．４１０ｎｍであるこ
とが好ましい。面間隔が０．４１０ｎｍ超の炭素材料
は、充放電サイクルにおいて劣化が大きくなるため好ま
しくない。より好ましくは０．３５６〜０．３９０ｎｍ
である。具体的には、１０００〜２０００℃で熱処理さ
れた難黒鉛化性炭素材料や、易黒鉛化性炭素材料等は好
ましく使用できる。また、天然黒鉛、人造黒鉛、易黒鉛
化性炭素材料を２５００℃以上で熱処理した炭素材料等
は、［００２］面の面間隔が０．３３５〜０．３３８ｎ
ｍであり、これらも好ましく使用できる。
脱離しうる炭素材料は、Ｘ線回折の測定による［００
２］面の面間隔が０．３３５〜０．４１０ｎｍであるこ
とが好ましい。面間隔が０．４１０ｎｍ超の炭素材料
は、充放電サイクルにおいて劣化が大きくなるため好ま
しくない。より好ましくは０．３５６〜０．３９０ｎｍ
である。具体的には、１０００〜２０００℃で熱処理さ
れた難黒鉛化性炭素材料や、易黒鉛化性炭素材料等は好
ましく使用できる。また、天然黒鉛、人造黒鉛、易黒鉛
化性炭素材料を２５００℃以上で熱処理した炭素材料等
は、［００２］面の面間隔が０．３３５〜０．３３８ｎ
ｍであり、これらも好ましく使用できる。
【００１０】リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材
料に化学的方法又は電気化学的方法でリチウムイオンを
吸蔵させた負極の抵抗は、リチウムイオンの吸蔵、脱離
に起因する抵抗と負極自体の抵抗とからなる。負極自体
の抵抗とは、負極を構成する炭素材料粒子自体の抵抗と
炭素材料粒子間の接触抵抗とによるものである。本発明
による負極は、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素
材料に銅又はニッケルを混合させているため、炭素材料
同士の接触抵抗は無視できるほど小さくなり、電極の抵
抗は小さくなる。
料に化学的方法又は電気化学的方法でリチウムイオンを
吸蔵させた負極の抵抗は、リチウムイオンの吸蔵、脱離
に起因する抵抗と負極自体の抵抗とからなる。負極自体
の抵抗とは、負極を構成する炭素材料粒子自体の抵抗と
炭素材料粒子間の接触抵抗とによるものである。本発明
による負極は、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素
材料に銅又はニッケルを混合させているため、炭素材料
同士の接触抵抗は無視できるほど小さくなり、電極の抵
抗は小さくなる。
【００１１】特に［００２］面の面間隔が０．３４〜
０．４１０ｎｍであり黒鉛性の高くない易黒鉛化性炭
素、難黒鉛化性炭素、低温焼成炭素を使用するときは抵
抗低減効果が大きい。これらの炭素材料は、材料自体の
抵抗が低くない場合もあり、大電流を放電すると電極層
抵抗分だけ抵抗損が大きくなり、放電電圧は低くなり、
特性は悪くなる。そのため、負極中への銅、ニッケルと
いった抵抗の低い金属を添加することによる負極の抵抗
低減効果は大きい。
０．４１０ｎｍであり黒鉛性の高くない易黒鉛化性炭
素、難黒鉛化性炭素、低温焼成炭素を使用するときは抵
抗低減効果が大きい。これらの炭素材料は、材料自体の
抵抗が低くない場合もあり、大電流を放電すると電極層
抵抗分だけ抵抗損が大きくなり、放電電圧は低くなり、
特性は悪くなる。そのため、負極中への銅、ニッケルと
いった抵抗の低い金属を添加することによる負極の抵抗
低減効果は大きい。
【００１２】本発明において銅又はニッケルは、負極中
に５〜５０重量％含まれることが好ましい。５重量％未
満であると抵抗を低減させる効果がほとんどなく、５０
重量％を超えると負極中の炭素材料の量が少なくなるた
め負極の容量が低減する。より好ましくは８〜２０重量
％である。
に５〜５０重量％含まれることが好ましい。５重量％未
満であると抵抗を低減させる効果がほとんどなく、５０
重量％を超えると負極中の炭素材料の量が少なくなるた
め負極の容量が低減する。より好ましくは８〜２０重量
％である。
【００１３】また、銅又はニッケルは、０．１〜５０μ
ｍの粉末が好ましい。０．１μｍ未満では電極を作製す
るときの取り扱いが難しい。また、５０μｍを超えると
高容量を維持しつつ抵抗を低減することが難しい。より
好ましくは１〜１０μｍである。
ｍの粉末が好ましい。０．１μｍ未満では電極を作製す
るときの取り扱いが難しい。また、５０μｍを超えると
高容量を維持しつつ抵抗を低減することが難しい。より
好ましくは１〜１０μｍである。
【００１４】電気二重層キャパシタの容量は式１で与え
られる。ただし、Ｃはセル容量、Ｃ + は正極容量、Ｃ-
は負極容量である。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ・・・式１
られる。ただし、Ｃはセル容量、Ｃ + は正極容量、Ｃ-
は負極容量である。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ・・・式１
【００１５】正極、負極ともに活性炭を主体とする電気
二重層キャパシタは、正極と負極の容量がほぼ同じなの
で、電気二重層キャパシタセルとしての容量は式２で表
される。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ≒２／Ｃ+ ・・・式２
二重層キャパシタは、正極と負極の容量がほぼ同じなの
で、電気二重層キャパシタセルとしての容量は式２で表
される。 １／Ｃ＝１／Ｃ+ ＋１／Ｃ- ≒２／Ｃ+ ・・・式２
【００１６】すなわち、電気二重層キャパシタセルとし
ての容量は、正極又は負極の容量の半分である。ところ
が、正極の容量が一定である場合は、式１を書き換えた
式３より明らかなように、負極の容量が正極の容量より
大きいほど電気二重層キャパシタセルの容量は大きくな
る。 Ｃ＝Ｃ+ ｛１／（１＋Ｃ+ ／Ｃ- ）｝・・・式３
ての容量は、正極又は負極の容量の半分である。ところ
が、正極の容量が一定である場合は、式１を書き換えた
式３より明らかなように、負極の容量が正極の容量より
大きいほど電気二重層キャパシタセルの容量は大きくな
る。 Ｃ＝Ｃ+ ｛１／（１＋Ｃ+ ／Ｃ- ）｝・・・式３
【００１７】そして、Ｃ- ≫Ｃ+ である場合はＣ+ ／Ｃ
- ≒０となり、セルとしての容量は正極の容量とほぼ等
しくなり、正極、負極ともに活性炭を主体とする電気二
重層キャパシタに比較して容量は２倍になる。
- ≒０となり、セルとしての容量は正極の容量とほぼ等
しくなり、正極、負極ともに活性炭を主体とする電気二
重層キャパシタに比較して容量は２倍になる。
【００１８】本発明の電気二重層キャパシタのＣ+ ／Ｃ
- は、有機電解液中において電流１ｍＡの条件で０．０
０１〜０．９であることが好ましい。０．００１未満と
するには正極容量を小さくしなくてはならないので、そ
の結果セル容量が小さくなる。また、０．９を超える
と、正極と負極の容量がほぼ等しくなりセル容量を大き
くできないし、そのような炭素材料では負極の電位が正
極に比べてあまり卑にならないので、セルとしての耐電
圧も高くならず、充放電サイクルによる劣化が顕著であ
り、さらには急速充放電も困難になる。より好ましくは
Ｃ+ ／Ｃ- は０．０１〜０．２である。
- は、有機電解液中において電流１ｍＡの条件で０．０
０１〜０．９であることが好ましい。０．００１未満と
するには正極容量を小さくしなくてはならないので、そ
の結果セル容量が小さくなる。また、０．９を超える
と、正極と負極の容量がほぼ等しくなりセル容量を大き
くできないし、そのような炭素材料では負極の電位が正
極に比べてあまり卑にならないので、セルとしての耐電
圧も高くならず、充放電サイクルによる劣化が顕著であ
り、さらには急速充放電も困難になる。より好ましくは
Ｃ+ ／Ｃ- は０．０１〜０．２である。
【００１９】本発明における負極は、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料と、銅又はニッケルと、バイ
ンダとを混合し、エタノールを加えて混練し、シート成
形する方法によって得られる。また、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料と、リチウムと合金を形成し
ない金属の粉末と、バインダとを有機溶剤に分散させ、
集電体となる金属箔に例えばドクターブレードのような
方法で塗布し乾燥させてもよい。本発明においては、い
ずれの方法も電極抵抗低減に効果的である。
吸蔵、脱離しうる炭素材料と、銅又はニッケルと、バイ
ンダとを混合し、エタノールを加えて混練し、シート成
形する方法によって得られる。また、リチウムイオンを
吸蔵、脱離しうる炭素材料と、リチウムと合金を形成し
ない金属の粉末と、バインダとを有機溶剤に分散させ、
集電体となる金属箔に例えばドクターブレードのような
方法で塗布し乾燥させてもよい。本発明においては、い
ずれの方法も電極抵抗低減に効果的である。
【００２０】本発明においては、負極の炭素材料にリチ
ウムイオンを化学的又は電気化学的に吸蔵させる。化学
的方法としては、例えば負極の炭素材料とリチウム金属
を接触させた状態で電解液中に浸漬し、リチウムをイオ
ン化させて負極炭素材料に吸蔵させる方法がある。電気
化学的方法としては負極の炭素材料とリチウム金属をセ
パレータを介して対向させ、電解液中で定電流又は定電
圧で前記負極の炭素材料を充電する方法がある。
ウムイオンを化学的又は電気化学的に吸蔵させる。化学
的方法としては、例えば負極の炭素材料とリチウム金属
を接触させた状態で電解液中に浸漬し、リチウムをイオ
ン化させて負極炭素材料に吸蔵させる方法がある。電気
化学的方法としては負極の炭素材料とリチウム金属をセ
パレータを介して対向させ、電解液中で定電流又は定電
圧で前記負極の炭素材料を充電する方法がある。
【００２１】この場合のバインダとしては、含フッ素重
合体樹脂が好ましく、特に耐熱性、耐溶剤性の面からポ
リテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）が
好ましい。バインダの量は、負極炭素材料の重量に対し
て１〜２０重量％が好適である。１重量％に満たないと
シート成形するのが困難であり、２０重量％を超えると
電解液の吸液性が乏しくなる。より好ましくは３〜１５
重量％である。
合体樹脂が好ましく、特に耐熱性、耐溶剤性の面からポ
リテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）が
好ましい。バインダの量は、負極炭素材料の重量に対し
て１〜２０重量％が好適である。１重量％に満たないと
シート成形するのが困難であり、２０重量％を超えると
電解液の吸液性が乏しくなる。より好ましくは３〜１５
重量％である。
【００２２】正極に用いられる活性炭は特に限定されな
いが、やしがら、フェノール樹脂、石油コークス等を水
蒸気賦活又は溶融ＫＯＨ賦活したもの等が好適に使用で
きる。また、活性炭の比表面積が８００〜３０００ｍ2
／ｇであると容量が大きく好適である。
いが、やしがら、フェノール樹脂、石油コークス等を水
蒸気賦活又は溶融ＫＯＨ賦活したもの等が好適に使用で
きる。また、活性炭の比表面積が８００〜３０００ｍ2
／ｇであると容量が大きく好適である。
【００２３】正極には導電材及びバインダを含有させる
ことが好ましい。バインダは負極に使用するバインダと
同様に含フッ素重合体樹脂が使用できる。正極の作製方
法は、活性炭、導電材としてカーボンブラック、及びバ
インダをエタノール等の溶媒を用いて混練し、シート成
形した後、例えば導電性接着剤を用いて集電体に接着さ
せる方法が高容量を発現でき好適である。
ことが好ましい。バインダは負極に使用するバインダと
同様に含フッ素重合体樹脂が使用できる。正極の作製方
法は、活性炭、導電材としてカーボンブラック、及びバ
インダをエタノール等の溶媒を用いて混練し、シート成
形した後、例えば導電性接着剤を用いて集電体に接着さ
せる方法が高容量を発現でき好適である。
【００２４】本発明における有機電解液の溶質のリチウ
ム塩としては、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、Ｌ
ｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｓＦ6 及びＬｉＳｂＦ
6 等が挙げられる。溶媒としてはエチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、スルホラン及びジメトキシエタン
から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
ム塩としては、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、Ｌ
ｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｓＦ6 及びＬｉＳｂＦ
6 等が挙げられる。溶媒としてはエチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート、スルホラン及びジメトキシエタン
から選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
【００２５】上記の溶質と溶媒とからなる有機電解液
は、耐電圧が高く電気伝導度が高い。また、本発明の有
機電解液におけるリチウム塩の濃度は０．１〜２．５ｍ
ｏｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍｏｌ
／ｌである。
は、耐電圧が高く電気伝導度が高い。また、本発明の有
機電解液におけるリチウム塩の濃度は０．１〜２．５ｍ
ｏｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍｏｌ
／ｌである。
【００２６】
【実施例】次に、実施例（例１〜４）及び比較例（例
５）により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明
はこれらに限定されない。
５）により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明
はこれらに限定されない。
【００２７】［例１］水蒸気賦活法によって得られた比
表面積２０００ｍ2 ／ｇの活性炭８０重量部、導電性カ
ーボンブラック１０重量部、バインダとしてＰＴＦＥ１
０重量部を混合し、エタノールを用いて混練して圧延し
て得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥後、アル
ミニウム箔に導電性接着剤を用いて接着して集電体と一
体化された正極を得た。有効電極面積は１ｃｍ2 、電極
層の厚さは２５０μｍである。
表面積２０００ｍ2 ／ｇの活性炭８０重量部、導電性カ
ーボンブラック１０重量部、バインダとしてＰＴＦＥ１
０重量部を混合し、エタノールを用いて混練して圧延し
て得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥後、アル
ミニウム箔に導電性接着剤を用いて接着して集電体と一
体化された正極を得た。有効電極面積は１ｃｍ2 、電極
層の厚さは２５０μｍである。
【００２８】石油コークスを１０００℃で熱処理した炭
素材料（［００２］面の面間隔は０．３４５ｎｍ）８０
重量部と粒径１μｍの銅粉末１０重量部とＰＴＦＥ１０
重量部とを混合し、エタノールを用いて混練して圧延し
て得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥後、銅箔
に導電性接着剤を用いて接着して集電体と一体化された
負極を得た。有効電極面積は１ｃｍ2 、電極層の厚さは
２００μｍである。
素材料（［００２］面の面間隔は０．３４５ｎｍ）８０
重量部と粒径１μｍの銅粉末１０重量部とＰＴＦＥ１０
重量部とを混合し、エタノールを用いて混練して圧延し
て得られたシートを２００℃で２時間真空乾燥後、銅箔
に導電性接着剤を用いて接着して集電体と一体化された
負極を得た。有効電極面積は１ｃｍ2 、電極層の厚さは
２００μｍである。
【００２９】正極、負極をそれぞれ単極で、エチレンカ
ーボネートとエチルメチルカーボネートとの容積比が
１：１の混合溶媒に１ｍｏｌ／ＬのＬｉＢＦ4 を溶解し
た溶液中でリチウム参照極を用い電流１ｍＡで評価した
ところ、正極容量は４．２５Ｖから２．７５Ｖまでの範
囲で０．５８３ｍＡｈ、負極容量は０．００５Ｖから２
Ｖまでの範囲で９．１２ｍＡｈであった。正極の負極に
対する容量比は０．０６３９であった。
ーボネートとエチルメチルカーボネートとの容積比が
１：１の混合溶媒に１ｍｏｌ／ＬのＬｉＢＦ4 を溶解し
た溶液中でリチウム参照極を用い電流１ｍＡで評価した
ところ、正極容量は４．２５Ｖから２．７５Ｖまでの範
囲で０．５８３ｍＡｈ、負極容量は０．００５Ｖから２
Ｖまでの範囲で９．１２ｍＡｈであった。正極の負極に
対する容量比は０．０６３９であった。
【００３０】次に、負極にあらかじめリチウム電極を対
極として、電気化学的方法で１ｍＡの定電流で５ｍＡｈ
となるまで充電することによってリチウムイオンを吸蔵
させ、セパレータを介して正極と対向させモデルセルを
作製し、４Ｖから３Ｖまでの範囲で初期容量を測定し、
１０ｍＡ放電で直流抵抗を測定した。その後、これを充
放電電流１０ｍＡで充放電サイクルを行い、２０００サ
イクル後の容量と１０ｍＡ放電時の直流抵抗を測定し
た。
極として、電気化学的方法で１ｍＡの定電流で５ｍＡｈ
となるまで充電することによってリチウムイオンを吸蔵
させ、セパレータを介して正極と対向させモデルセルを
作製し、４Ｖから３Ｖまでの範囲で初期容量を測定し、
１０ｍＡ放電で直流抵抗を測定した。その後、これを充
放電電流１０ｍＡで充放電サイクルを行い、２０００サ
イクル後の容量と１０ｍＡ放電時の直流抵抗を測定し
た。
【００３１】［例２］銅粉末のかわりに粒径１μｍのニ
ッケル粉末を用いた以外は例１と同様にして集電体と一
体化した負極を得た。この負極の容量を例１と同様にし
て測定したところ、９．０８ｍＡｈであり、正極の負極
に対する容量比は０．０６４２であった。上記の負極を
用いた以外は例１と同様にして負極の充電、セルの作製
を行い、例１と同様にして初期容量と２０００サイクル
後の容量を測定した。
ッケル粉末を用いた以外は例１と同様にして集電体と一
体化した負極を得た。この負極の容量を例１と同様にし
て測定したところ、９．０８ｍＡｈであり、正極の負極
に対する容量比は０．０６４２であった。上記の負極を
用いた以外は例１と同様にして負極の充電、セルの作製
を行い、例１と同様にして初期容量と２０００サイクル
後の容量を測定した。
【００３２】［例３］石油コークスを１０００℃で熱処
理した炭素材料を６０重量部、粒径１μｍの銅を３０重
量部、ＰＴＦＥを１０重量部とした以外は例１と同様に
して集電体と一体化した負極を得た。この負極の容量を
例１と同様にして測定したところ、８．４２１ｍＡｈで
あり、正極の負極に対する容量比は０．０６９２であっ
た。上記の負極を用いた以外は例１と同様にして負極の
充電、セルの作製を行い、例１と同様にして初期容量と
２０００サイクル後の容量を測定した。
理した炭素材料を６０重量部、粒径１μｍの銅を３０重
量部、ＰＴＦＥを１０重量部とした以外は例１と同様に
して集電体と一体化した負極を得た。この負極の容量を
例１と同様にして測定したところ、８．４２１ｍＡｈで
あり、正極の負極に対する容量比は０．０６９２であっ
た。上記の負極を用いた以外は例１と同様にして負極の
充電、セルの作製を行い、例１と同様にして初期容量と
２０００サイクル後の容量を測定した。
【００３３】［例４］粒径１μｍの銅のかわりに粒径１
０μｍの銅を用いた以外は例１と同様にして集電体と一
体化した負極を得た。この負極の容量を例１と同様にし
て測定したところ、９．０４９ｍＡｈであり、正極の負
極に対する容量比は０．０６４４であった。
０μｍの銅を用いた以外は例１と同様にして集電体と一
体化した負極を得た。この負極の容量を例１と同様にし
て測定したところ、９．０４９ｍＡｈであり、正極の負
極に対する容量比は０．０６４４であった。
【００３４】上記の負極を用いた以外は例１と同様にし
て負極の充電、セルの作製を行い、例１と同様にして初
期容量と２０００サイクル後の容量を測定した。
て負極の充電、セルの作製を行い、例１と同様にして初
期容量と２０００サイクル後の容量を測定した。
【００３５】［例５］銅粉末を使用せずに石油コークス
を１０００℃で熱処理した炭素材料を９０重量部とした
以外は例１と同様にして集電体と一体化した負極を得
た。この負極の容量を例１と同様にして測定したとこ
ろ、６．８７１ｍＡｈであり、正極の負極に対する容量
比は０．０８４８であった。上記の負極を用いた以外は
例１と同様にして負極の充電、セルの作製を行い、例１
と同様にして初期容量と２０００サイクル後の容量を測
定した。
を１０００℃で熱処理した炭素材料を９０重量部とした
以外は例１と同様にして集電体と一体化した負極を得
た。この負極の容量を例１と同様にして測定したとこ
ろ、６．８７１ｍＡｈであり、正極の負極に対する容量
比は０．０８４８であった。上記の負極を用いた以外は
例１と同様にして負極の充電、セルの作製を行い、例１
と同様にして初期容量と２０００サイクル後の容量を測
定した。
【００３６】例１〜５の電気二重層キャパシタの初期容
量及び２０００サイクル後の容量変化率を表１に示す。
量及び２０００サイクル後の容量変化率を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明により容量が大きく、耐電圧が高
く、充放電サイクルによる特性の劣化が少なく、かつ抵
抗が小さくて急速充放電可能な電気二重層キャパシタが
得られる。
く、充放電サイクルによる特性の劣化が少なく、かつ抵
抗が小さくて急速充放電可能な電気二重層キャパシタが
得られる。
Claims (5)
- 【請求項１】活性炭を主体とする分極性電極からなる正
極と、負極と、リチウム塩を溶質とする有機電解液とを
有する電気二重層キャパシタにおいて、前記負極がリチ
ウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材料と銅又はニッケ
ルとを含み、かつ化学的方法又は電気化学的方法でリチ
ウムイオンを吸蔵させたことを特徴とする電気二重層キ
ャパシタ。 - 【請求項２】銅又はニッケルが負極中に５〜５０重量％
含まれる請求項１記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】銅又はニッケルが、平均粒径０．１〜５０
μｍの粉末である請求項１又は２記載の電気二重層キャ
パシタ。 - 【請求項４】リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる炭素材
料のＸ線回折の［００２］面の面間隔が０．３３５〜
０．４１０ｎｍである請求項１、２又は３記載の電気二
重層キャパシタ。 - 【請求項５】正極／負極の容量比が０．００１〜０．９
である請求項１、２、３又は４記載の電気二重層キャパ
シタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212275A JPH1154385A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212275A JPH1154385A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154385A true JPH1154385A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16619911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9212275A Withdrawn JPH1154385A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154385A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007072889A1 (en) | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Fluorene compound and organic electroluminescence device |
| JP2011077070A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Nippon Zeon Co Ltd | 支持体付電極活物質シート及び電気化学素子用電極の製造方法 |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP9212275A patent/JPH1154385A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007072889A1 (en) | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Fluorene compound and organic electroluminescence device |
| JP2011077070A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Nippon Zeon Co Ltd | 支持体付電極活物質シート及び電気化学素子用電極の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4096438B2 (ja) | 二次電源 | |
| JPH0955342A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JP2002270175A (ja) | 二次電源 | |
| JP2000340262A (ja) | リチウム二次電池のエージング処理方法 | |
| JPH1154383A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JP2003031220A (ja) | 二次電源 | |
| JP2000228222A (ja) | 二次電源 | |
| JPH1154384A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JP4042187B2 (ja) | 二次電源 | |
| JPH1131637A (ja) | 電気二重層キャパシタ、そのための炭素材料及び電極 | |
| JPH06111818A (ja) | 非水電解液二次電池用炭素負極 | |
| JP3367060B2 (ja) | リチウム二次電池用負極 | |
| JP2000306609A (ja) | 二次電源 | |
| JP2000036325A (ja) | 二次電源 | |
| JP2000090971A (ja) | 二次電源 | |
| JP2000138074A (ja) | 二次電源 | |
| JP3807854B2 (ja) | 電気二重層キャパシター | |
| JP4284934B2 (ja) | 二次電源 | |
| JPH11102708A (ja) | 負極体及び二次電源 | |
| JPH11329492A (ja) | 二次電源 | |
| JPH1154385A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JP2001236960A (ja) | 二次電源の製造方法 | |
| JP2001338679A (ja) | 二次電源 | |
| JPH11185751A (ja) | 二次電源 | |
| JP4352532B2 (ja) | 二次電源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040618 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060925 |