JPS6312121A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
- Publication number
- JPS6312121A JPS6312121A JP61155027A JP15502786A JPS6312121A JP S6312121 A JPS6312121 A JP S6312121A JP 61155027 A JP61155027 A JP 61155027A JP 15502786 A JP15502786 A JP 15502786A JP S6312121 A JPS6312121 A JP S6312121A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric double
- double layer
- layer capacitor
- solvent
- acid
- 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.)
- Granted
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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
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電気二重層コンデンサ、詳しくは耐高温負荷
特性および低温特性に優れた電気二重層コンデンサに関
するものである。
特性および低温特性に優れた電気二重層コンデンサに関
するものである。
（従来の技術）
このような電気二重層コンデンサに用いる電解液として
は従来、過塩素酸、６フッ化リン酸、４７フ化ホウ酸ま
たはトリフルオロメタンスルホン酸のテトラアルキルア
ンモニウム塩、アンモニウム塩またはアルカリ金属塩な
どの電解質を、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラ
クトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド 媒に溶解させて得られる電解液が知られている（特開昭
４８−５０２５５号、特開昭４９−６８２５４号、特開
昭５９’−２３２４０９号などの公幸り） 。
は従来、過塩素酸、６フッ化リン酸、４７フ化ホウ酸ま
たはトリフルオロメタンスルホン酸のテトラアルキルア
ンモニウム塩、アンモニウム塩またはアルカリ金属塩な
どの電解質を、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラ
クトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド 媒に溶解させて得られる電解液が知られている（特開昭
４８−５０２５５号、特開昭４９−６８２５４号、特開
昭５９’−２３２４０９号などの公幸り） 。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような従来の電気二重層コンデンサ
においては、一般にユニットセルの耐電圧は１．８■前
後であり、主な用途であるメモリバンクアップ電源とし
て用いる際には５．５■の耐電圧が必要とされるので３
セルを直列に積層した状態で製品化されていた。ユニッ
トセルの耐電圧を２．７５Ｖ以上に向上させれば２セル
の積層で済み、コストの低減が可能になるが、一方、従
来の電気二重層コンデンサでは２．７５Ｖ以上の電圧を
印加すると電解液の溶媒の分解が起るためコンデンサの
容量が低下したり、ガスの発生によって外装ケースが膨
張するために内部抵抗が増大したり、さらには電解液が
セルから漏れたりすることがあり、特に高温度の下で使
用したときに、このような劣化現象が顕著にあられれる
という問題点があった。
においては、一般にユニットセルの耐電圧は１．８■前
後であり、主な用途であるメモリバンクアップ電源とし
て用いる際には５．５■の耐電圧が必要とされるので３
セルを直列に積層した状態で製品化されていた。ユニッ
トセルの耐電圧を２．７５Ｖ以上に向上させれば２セル
の積層で済み、コストの低減が可能になるが、一方、従
来の電気二重層コンデンサでは２．７５Ｖ以上の電圧を
印加すると電解液の溶媒の分解が起るためコンデンサの
容量が低下したり、ガスの発生によって外装ケースが膨
張するために内部抵抗が増大したり、さらには電解液が
セルから漏れたりすることがあり、特に高温度の下で使
用したときに、このような劣化現象が顕著にあられれる
という問題点があった。
（問題点を解決するための手段）
前記問題点を解決するため本発明は、分極性電極と電解
液との界面において形成される電気二重層を利用する電
気二重層コンデンサにおいて、電解液の溶媒としてブチ
レンカーボネートよりなる溶媒を用いることを特徴とす
る電気二重層コンデンサを提供するものであり、このコ
ンデンサは耐高温負荷特性および低温特性が優れたもの
である。
液との界面において形成される電気二重層を利用する電
気二重層コンデンサにおいて、電解液の溶媒としてブチ
レンカーボネートよりなる溶媒を用いることを特徴とす
る電気二重層コンデンサを提供するものであり、このコ
ンデンサは耐高温負荷特性および低温特性が優れたもの
である。
本発明において電解液の溶媒として使用されるブチレン
カーボネート（２−オキソ−４−エチル−１，３−ジオ
キソラン）、好ましくは１−ブチレンカーボネートは、
電気化学的に安定であり、電解酸化あるいは電解還元を
受けにくく、使用可能な電位領域が最も広い溶媒の１つ
である。このため、ブチレンカーボネートは電気二重層
コンデンサの電解液の溶媒として好適であり、３■以上
の高い電圧を印加しても殆ど分解を起さず信頼性の高い
耐電圧特性の優れた電気二重層コンデンサを提供し得る
ものである。
カーボネート（２−オキソ−４−エチル−１，３−ジオ
キソラン）、好ましくは１−ブチレンカーボネートは、
電気化学的に安定であり、電解酸化あるいは電解還元を
受けにくく、使用可能な電位領域が最も広い溶媒の１つ
である。このため、ブチレンカーボネートは電気二重層
コンデンサの電解液の溶媒として好適であり、３■以上
の高い電圧を印加しても殆ど分解を起さず信頼性の高い
耐電圧特性の優れた電気二重層コンデンサを提供し得る
ものである。
しかし、一方ではブチレンカーボネートは、生産量が比
較的少ないため、稍高価であるという欠点があり、比較
的廉価な溶媒であるスルホラン（別名テトラメチレンス
ルホン）系溶媒を、ブチレンカーボネートに混合するこ
とにより、本発明に用いられる好適な溶媒が得られる。
較的少ないため、稍高価であるという欠点があり、比較
的廉価な溶媒であるスルホラン（別名テトラメチレンス
ルホン）系溶媒を、ブチレンカーボネートに混合するこ
とにより、本発明に用いられる好適な溶媒が得られる。
スルホラン系溶媒は、ブチレンカーボネートと同様に電
気化学的に安定な物質でありながら、凝固点が比較的高
いために単独では使用が制約されていたが、ブチレンカ
ーボネートと混合して使用することによりこの欠点は解
消される。このような混合溶媒として使用する場合、ブ
チレンカーボネートの混合率としては１０〜８０容量％
、好ましくは１５〜６０容量％であり、さらに好ましく
は２０〜５０容量％である。
気化学的に安定な物質でありながら、凝固点が比較的高
いために単独では使用が制約されていたが、ブチレンカ
ーボネートと混合して使用することによりこの欠点は解
消される。このような混合溶媒として使用する場合、ブ
チレンカーボネートの混合率としては１０〜８０容量％
、好ましくは１５〜６０容量％であり、さらに好ましく
は２０〜５０容量％である。
本発明における電解液の電解質としては、通常使用され
ているもの、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属
、テトラアルキルアンモニウム、テトラアルキルホスホ
ニウムなどのカチオンと、４塩化アルミン酸、４フッ化
ホウ酸、６フッ化リン酸、６フッ化ヒ酸、過塩素酸、パ
ーフルオロメタンスルホン酸などのアニオンとを組合せ
てなる塩が好適に使用される。これらの塩の中で、溶媒
に対する溶解度、溶液の電気伝導度および電気化学的安
定性の点で、テトラアルキルホスホニウムまたはテトラ
アルキルアンモニウムの４フン化ホウ酸塩、６フッ化リ
ン酸塩、６７ツ化ヒ酸塩、過塩素酸塩またはトリフルオ
ロメタンスルホンＭ塩などは好適な電解質である。
ているもの、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属
、テトラアルキルアンモニウム、テトラアルキルホスホ
ニウムなどのカチオンと、４塩化アルミン酸、４フッ化
ホウ酸、６フッ化リン酸、６フッ化ヒ酸、過塩素酸、パ
ーフルオロメタンスルホン酸などのアニオンとを組合せ
てなる塩が好適に使用される。これらの塩の中で、溶媒
に対する溶解度、溶液の電気伝導度および電気化学的安
定性の点で、テトラアルキルホスホニウムまたはテトラ
アルキルアンモニウムの４フン化ホウ酸塩、６フッ化リ
ン酸塩、６７ツ化ヒ酸塩、過塩素酸塩またはトリフルオ
ロメタンスルホンＭ塩などは好適な電解質である。
本発明において使用する分極性電極の材質については、
特に限定されないが、電解液に対して電気化学的に不活
性で、かつ比表面積の大きな活性炭あるいは活性炭繊維
を使用するのが好ましい。
特に限定されないが、電解液に対して電気化学的に不活
性で、かつ比表面積の大きな活性炭あるいは活性炭繊維
を使用するのが好ましい。
特に、活性炭にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ
）等の結着剤を添加し、ロール成型してシート化し、ま
た必要に応じて延伸処理等を施した電極は、単位体積当
たりの容量、強度、長期信頼性に優れており好ましい。
）等の結着剤を添加し、ロール成型してシート化し、ま
た必要に応じて延伸処理等を施した電極は、単位体積当
たりの容量、強度、長期信頼性に優れており好ましい。
（実施例）
次に、実施例および比較例を図面に基づいて具体的に説
明する。
明する。
本発明の実施例および比較例に共通のものとして第１図
に示すようなコイン型の電気二重層コンデンサのユニッ
トセル（直径２０重重、厚み２．０ｍ）を次のようにし
て作製した。まず、活性炭粉末（比表面積約２．０００
ｒｄ ／ ｇ ）に１０重量％のポリテトラフルオロ
エチレンを添加して湿式混純によってシート化した。こ
のようにして得られたシートを円板状に打ち抜いて分極
性電極１ （直径１５ｓｎ、厚さ０．７ ｍｍ） とし
、分極性電極１とこれと同一の組成、形状を有する分極
性電極２とをポリプロピレン繊維不織布よりなるセパレ
ータ３を介してステンレス鋼製のキャンプ４およびステ
ンレス鋼製の缶５からなる外装容器中に収納する。次に
、ユニットセル中に所定の電解液を注入して分極性電極
１．２およびセパレータ３中にこの電解液を充分に含浸
させた後、ポリプロピレン製バッキング６を介してキャ
ップ４および缶５の端部をかしめて封口し一体化した。
に示すようなコイン型の電気二重層コンデンサのユニッ
トセル（直径２０重重、厚み２．０ｍ）を次のようにし
て作製した。まず、活性炭粉末（比表面積約２．０００
ｒｄ ／ ｇ ）に１０重量％のポリテトラフルオロ
エチレンを添加して湿式混純によってシート化した。こ
のようにして得られたシートを円板状に打ち抜いて分極
性電極１ （直径１５ｓｎ、厚さ０．７ ｍｍ） とし
、分極性電極１とこれと同一の組成、形状を有する分極
性電極２とをポリプロピレン繊維不織布よりなるセパレ
ータ３を介してステンレス鋼製のキャンプ４およびステ
ンレス鋼製の缶５からなる外装容器中に収納する。次に
、ユニットセル中に所定の電解液を注入して分極性電極
１．２およびセパレータ３中にこの電解液を充分に含浸
させた後、ポリプロピレン製バッキング６を介してキャ
ップ４および缶５の端部をかしめて封口し一体化した。
前述のようにして作製した電気二重層コンデンサのユニ
ットセルを使用し、第１表に示すような１−ブチレンカ
ーボネートを使用する種々の電解液を用いた各セルにつ
いて、２．８ｖの電圧を印加したときの初期容量（Ｆｏ
）および内部抵抗を測定した後、引続いてこのセルに
２．８■の電圧を印加しながら７０℃で１０００時間貯
蔵した後の容量を測定し、初期容量（Ｆｏ ）からの容
量劣化率（％）を算出した。内部抵抗は、交流二端子法
（周波数ＩＫＨｚ）によって２０℃および一２５℃にお
いて測定した。実施例１〜７および比較例１．２におけ
る測定結果は第１表に示した。
ットセルを使用し、第１表に示すような１−ブチレンカ
ーボネートを使用する種々の電解液を用いた各セルにつ
いて、２．８ｖの電圧を印加したときの初期容量（Ｆｏ
）および内部抵抗を測定した後、引続いてこのセルに
２．８■の電圧を印加しながら７０℃で１０００時間貯
蔵した後の容量を測定し、初期容量（Ｆｏ ）からの容
量劣化率（％）を算出した。内部抵抗は、交流二端子法
（周波数ＩＫＨｚ）によって２０℃および一２５℃にお
いて測定した。実施例１〜７および比較例１．２におけ
る測定結果は第１表に示した。
（本頁、以下余白）
第１表から明らかなように、本発明によるブチレンカー
ボネートを溶媒とする電解液を用いた場合、高温下にお
いて２．７５Ｖ以上の電圧を印加しても、従来のものと
比較して容量の劣化が少なく、かつ内部抵抗の温度依存
性が小さい高信頼性の電気二重層コンデンサを提供する
ことができる。また、スルホラン系溶媒とブチレンカー
ボネートとの混合溶媒を用いることにより、コンデンサ
の低温特性は著しく改善され比較的廉価な溶媒で高信頼
性のセルが得られる。
ボネートを溶媒とする電解液を用いた場合、高温下にお
いて２．７５Ｖ以上の電圧を印加しても、従来のものと
比較して容量の劣化が少なく、かつ内部抵抗の温度依存
性が小さい高信頼性の電気二重層コンデンサを提供する
ことができる。また、スルホラン系溶媒とブチレンカー
ボネートとの混合溶媒を用いることにより、コンデンサ
の低温特性は著しく改善され比較的廉価な溶媒で高信頼
性のセルが得られる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、高温条件下での容
量劣化が少なく、内部抵抗の温度依存性が小さい高信頼
性の電気二重層コンデンサが得られる。
量劣化が少なく、内部抵抗の温度依存性が小さい高信頼
性の電気二重層コンデンサが得られる。
第１図は本発明による電気二重層コンデンサの一実施例
を示す部分断面図である。 １．２・・・・・・分極性電極、 ３・・・・・・セパレータ、 ４・・・・・・キャップ、 ５・・・・・・缶 ６・・・・・・バッキング。
を示す部分断面図である。 １．２・・・・・・分極性電極、 ３・・・・・・セパレータ、 ４・・・・・・キャップ、 ５・・・・・・缶 ６・・・・・・バッキング。
Claims (4)
- （１）分極性電極と電解液との界面において形成される
電気二重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、
電解液の溶媒としてブチレンカーボネートよりなる溶媒
を用いることを特徴とする電気二重層コンデンサ。 - （２）前記電解液の溶媒が、スルホラン、３−メチルス
ルホランおよび２、４−ジメチルスルホランから選ばれ
た少なくとも一種類の溶媒と、ブチレンカーボネートと
の混合溶媒である特許請求の範囲第１項記載の電気二重
層コンデンサ。 - （３）前記混合溶媒におけるブチレンカーボネートの含
有率が、１０〜８０容量％である特許請求の範囲第２項
記載の電気二重層コンデンサ。 - （４）電解液の溶質が、テトラアルキルホスホニウムま
たはテトラアルキルアンモニウムよりなるカチオンと、
４フッ化ホウ酸、６フッ化リン酸、６フッ化ヒ酸、過塩
素酸およびトリフルオロメタンスルホン酸から選ばれた
アニオンとを組合せたものである特許請求の範囲第１項
、第２項または第３項記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155027A JPS6312121A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 電気二重層コンデンサ |
| US07/035,866 US4725927A (en) | 1986-04-08 | 1987-04-08 | Electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155027A JPS6312121A (ja) | 1986-07-03 | 1986-07-03 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6312121A true JPS6312121A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0351283B2 JPH0351283B2 (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=15597064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155027A Granted JPS6312121A (ja) | 1986-04-08 | 1986-07-03 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6312121A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5754393A (en) * | 1995-03-07 | 1998-05-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor |
-
1986
- 1986-07-03 JP JP61155027A patent/JPS6312121A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5754393A (en) * | 1995-03-07 | 1998-05-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0351283B2 (ja) | 1991-08-06 |
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