JPS63220510A - 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
- JPS63220510A JPS63220510A JP62052977A JP5297787A JPS63220510A JP S63220510 A JPS63220510 A JP S63220510A JP 62052977 A JP62052977 A JP 62052977A JP 5297787 A JP5297787 A JP 5297787A JP S63220510 A JPS63220510 A JP S63220510A
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- JP
- Japan
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- electric double
- layer capacitor
- double layer
- electrolyte
- solute
- 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.)
- 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
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に関する。
［従来の技術］
電気二重層コンデンサに用いる電解液としては従来、過
１１１ＪｃＭ、６フッ化リン酸、４フッ化ホウ酸または
トリフルオロメタンスルホン酸などのアルカリ金属塩、
アンモニウム塩またはテトラアルキルアンモニウム塩な
ど電気化学的に安定な電解質を、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
ルムアミドなどの極性有機溶媒に溶解したものが知られ
ている（特開昭４８−５０２５５号、同４９−６８２５
４号、同５９−２３２４０９号、特公昭５２−４００２
５号などの公報）。
１１１ＪｃＭ、６フッ化リン酸、４フッ化ホウ酸または
トリフルオロメタンスルホン酸などのアルカリ金属塩、
アンモニウム塩またはテトラアルキルアンモニウム塩な
ど電気化学的に安定な電解質を、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
ルムアミドなどの極性有機溶媒に溶解したものが知られ
ている（特開昭４８−５０２５５号、同４９−６８２５
４号、同５９−２３２４０９号、特公昭５２−４００２
５号などの公報）。
また、特開昭６１−２０４９２４号、同６１−２０４９
２７号公報には、プロピレンカーボネート、γ−ブチロ
ラクトン、１．３−ジオキソランなどを溶媒としてテト
ラエチルアンモニウムの６フッ化リン酸塩もしくは４フ
ッ化ホウ酸塩を溶解させ、さらにトリフェニルホスフィ
ンまｔ」へキサメチルホスホルアミドを添加してなる電
解液について記載されている。
２７号公報には、プロピレンカーボネート、γ−ブチロ
ラクトン、１．３−ジオキソランなどを溶媒としてテト
ラエチルアンモニウムの６フッ化リン酸塩もしくは４フ
ッ化ホウ酸塩を溶解させ、さらにトリフェニルホスフィ
ンまｔ」へキサメチルホスホルアミドを添加してなる電
解液について記載されている。
更に、溶質としてテトラエチルアンモニウムＪ１ｘを、
溶な某として３−メチル−１，３−オキサソ゛リシンー
２−オンを用いた′電解液も知られている（特開昭６１
−２０４９２８す）。
溶な某として３−メチル−１，３−オキサソ゛リシンー
２−オンを用いた′電解液も知られている（特開昭６１
−２０４９２８す）。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、このような電解液を用いた従来の′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ッ
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１耐′屯圧を２．７５Ｖ以上
に向−１−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
解が起こるためコンデンサの容置が低下したり、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、ぶらには電解液がセルから漏れたりすること
があり、峙に高温度の下で使用したときに、このような
劣化減少が顕著にあられれるという問題点があった・ また、電解液の分解を抑制することを目的として種々の
極性有機溶媒を使用した場合にも、従来においては、長
期の高温負荷条ヂ１下では内部抵抗のｈＪ！および容量
の劣化、が避け１うれないという問題点があった。
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ッ
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１耐′屯圧を２．７５Ｖ以上
に向−１−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
解が起こるためコンデンサの容置が低下したり、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、ぶらには電解液がセルから漏れたりすること
があり、峙に高温度の下で使用したときに、このような
劣化減少が顕著にあられれるという問題点があった・ また、電解液の分解を抑制することを目的として種々の
極性有機溶媒を使用した場合にも、従来においては、長
期の高温負荷条ヂ１下では内部抵抗のｈＪ！および容量
の劣化、が避け１うれないという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決して高温負荷特性に
優れたイａ頼性の高い電気−二重層コンデンサを提供す
ることを目的とするものである。
優れたイａ頼性の高い電気−二重層コンデンサを提供す
ることを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］
前記の問題点を解決するため本発明は、分極性電極と電
解液との界面で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、電解液として、テトラアルキ
ルホスホニウムの６フッ化リン酸塩もしくは４フッ化ホ
ウ酸塩からなる溶質を３−メチル−１，３−オキサゾリ
ジン−２−オンに溶解したもの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る。
解液との界面で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、電解液として、テトラアルキ
ルホスホニウムの６フッ化リン酸塩もしくは４フッ化ホ
ウ酸塩からなる溶質を３−メチル−１，３−オキサゾリ
ジン−２−オンに溶解したもの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る。
本発明においては、電解液の溶質としてテトラアルキル
ホスホニウムの６フッ化リン酸塩もしくは４フッ化ホウ
酪塩を用いることが、電導度および耐電圧の而から必要
であり、テトラアルキルホスホニウムにおけるアルキル
基の炭素数は好すしくは１〜１０、特に好ましくは溶解
廿および利用可能性の点で１〜４が適当である。
ホスホニウムの６フッ化リン酸塩もしくは４フッ化ホウ
酪塩を用いることが、電導度および耐電圧の而から必要
であり、テトラアルキルホスホニウムにおけるアルキル
基の炭素数は好すしくは１〜１０、特に好ましくは溶解
廿および利用可能性の点で１〜４が適当である。
好ましいアルキル基の例としては、メチル基。
エチル基、プロピし・ル基、ブチル基などがあげられる
。特に好ましい溶質としては、テトラユチルホスホニウ
ムテトラフルオロボＩｙ −１・、テトラエチルホスホ
ニウムへキサフルオロホスフェート、テトラブチルホス
ホニウムデトラフルオロボシ・−ト、テトラブチルホス
ホニウムテトラフルオロホスフェ− −ｌ―記溶質は、本発明では３−メチル−１．３−オキ
サゾリジン−２−オンに溶解せしめられる。かかる場合
の溶解は、溶質の３−メチル−１，３−オキサゾリジン
−２ーオンにに対する溶解度が大きいために好ましくは
１０〜５０’Ｏにて容易に行なえるが、必要に応じ撹拌
、加熱等の溶解を促進する手段が採用される。
。特に好ましい溶質としては、テトラユチルホスホニウ
ムテトラフルオロボＩｙ −１・、テトラエチルホスホ
ニウムへキサフルオロホスフェート、テトラブチルホス
ホニウムデトラフルオロボシ・−ト、テトラブチルホス
ホニウムテトラフルオロホスフェ− −ｌ―記溶質は、本発明では３−メチル−１．３−オキ
サゾリジン−２−オンに溶解せしめられる。かかる場合
の溶解は、溶質の３−メチル−１，３−オキサゾリジン
−２ーオンにに対する溶解度が大きいために好ましくは
１０〜５０’Ｏにて容易に行なえるが、必要に応じ撹拌
、加熱等の溶解を促進する手段が採用される。
このような溶質（電解質）の電解液中の濃度としては、
０，１ 〜３．０Ｍ／Ｑ が適当であり、特に０、５
〜１．５Ｍ／Ｑとすることが好適である。この濃度が低
過ぎると内部抵抗が増大することにより損失（ｔａｎδ
）が増大し、−・方、高過ぎると低温になったとき溶質
に溶解が析出して安定性が低下するなどの不具合を生ず
る恐れがある。
０，１ 〜３．０Ｍ／Ｑ が適当であり、特に０、５
〜１．５Ｍ／Ｑとすることが好適である。この濃度が低
過ぎると内部抵抗が増大することにより損失（ｔａｎδ
）が増大し、−・方、高過ぎると低温になったとき溶質
に溶解が析出して安定性が低下するなどの不具合を生ず
る恐れがある。
本発明では１必要に応じて既知の極性有機溶媒が溶質溶
解のために使用されるかかる極性有機溶媒としては、特
に限定されるものではなく、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、γーブチロラクトン、アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、１，２−ジメトキシエ
タン、ニトロメタン、スルホラン、１，３−ジオキンラ
ン、テトラヒドロフランなど適宜混合して好適に使用さ
れる。
解のために使用されるかかる極性有機溶媒としては、特
に限定されるものではなく、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、γーブチロラクトン、アセトニ
トリル、ジメチルホルムアミド、１，２−ジメトキシエ
タン、ニトロメタン、スルホラン、１，３−ジオキンラ
ン、テトラヒドロフランなど適宜混合して好適に使用さ
れる。
これらの溶媒の中で特に好ましい例としては、プロピレ
ンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラ
クトン、１，３−ジオキンラン又はスルホランが使用さ
れる、これら溶媒は好ましくは電解液中５〜８０容量％
、特には２０〜８０容量％が使用される。
ンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラ
クトン、１，３−ジオキンラン又はスルホランが使用さ
れる、これら溶媒は好ましくは電解液中５〜８０容量％
、特には２０〜８０容量％が使用される。
かくして本発明による電解液を用いれば高い電気化学的
安定性を有していることから長期の高温負荷条件下にお
ける容量劣化率及び内部抵抗の上昇等の改良改善が達成
される。
安定性を有していることから長期の高温負荷条件下にお
ける容量劣化率及び内部抵抗の上昇等の改良改善が達成
される。
本発明で用い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粉末あるいは活性炭繊維を使
用するのが好ましい。
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粉末あるいは活性炭繊維を使
用するのが好ましい。
特に、活性炭粉末にポリテトラエチレン（ＰＴＦＥ）な
どの結着剤を添加し、ロール成形してシート化し、さら
に好ましくは一軸または二軸方向に延伸処理を施した電
極は、単位体積当りの容量、強度および長期信頼性に優
れているので好適に使用される。
どの結着剤を添加し、ロール成形してシート化し、さら
に好ましくは一軸または二軸方向に延伸処理を施した電
極は、単位体積当りの容量、強度および長期信頼性に優
れているので好適に使用される。
本発明で一対の分極性電極の間に介装されるセパレータ
としてはポリプロピレン繊維不織布、ガラス繊維混抄不
織布などよりなる通常のセパレータを使用することがで
きる。
としてはポリプロピレン繊維不織布、ガラス繊維混抄不
織布などよりなる通常のセパレータを使用することがで
きる。
［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電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径２０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ）を次のようにし
て作成した。まず、活性炭粉末（比表面積２０００ｍ２
／ｇ）に１０重量％のポリテトラフルオロエチレンを添
加して湿式混練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盤状に打ち抜いて分極性電極１およ
び２（直径１５ｍｍ、厚み０．７ ｍｍ）とし、この分
極性電極ｌ、２をポリプロピレンｍ維不織布よりなるセ
パレータ３を介して互いに対向させてステンレス鋼製の
キャップ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
の電解液を十分に含浸させた後、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電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径２０ｍｍ、厚み２．０ｍｍ）を次のようにし
て作成した。まず、活性炭粉末（比表面積２０００ｍ２
／ｇ）に１０重量％のポリテトラフルオロエチレンを添
加して湿式混練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盤状に打ち抜いて分極性電極１およ
び２（直径１５ｍｍ、厚み０．７ ｍｍ）とし、この分
極性電極ｌ、２をポリプロピレンｍ維不織布よりなるセ
パレータ３を介して互いに対向させてステンレス鋼製の
キャップ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
の電解液を十分に含浸させた後、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成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表に示すような種々の電解液（
実施例１〜４および比較例１〜３）を濃度０．５ＭＩＱ
として用いた各セルについて、２．８ｖの電圧を印加し
たときの初期容量および内部抵抗を測定した後、引続い
てこのセルに２．８Ｖの電圧を印加しながら７０℃１０
００時間貯蔵した後の容量および内部抵抗を測定し、初
期容量からの容量劣化率（％）を算出した。内部抵抗の
測定は、交流二端子法（周波数Ｉ ＫＨｚ）で行なった
。これらの測定結果は第１表に示した９第１表 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明における電解液を用いれば、
内部抵抗が低く耐電圧が高いために、容量劣化率が小さ
い長期信頼性の優れた電気二重層コンデンサを得ること
ができる。
ットセルを使用し、第１表に示すような種々の電解液（
実施例１〜４および比較例１〜３）を濃度０．５ＭＩＱ
として用いた各セルについて、２．８ｖの電圧を印加し
たときの初期容量および内部抵抗を測定した後、引続い
てこのセルに２．８Ｖの電圧を印加しながら７０℃１０
００時間貯蔵した後の容量および内部抵抗を測定し、初
期容量からの容量劣化率（％）を算出した。内部抵抗の
測定は、交流二端子法（周波数Ｉ ＫＨｚ）で行なった
。これらの測定結果は第１表に示した９第１表 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明における電解液を用いれば、
内部抵抗が低く耐電圧が高いために、容量劣化率が小さ
い長期信頼性の優れた電気二重層コンデンサを得ること
ができる。
第１図は本発明による電気二重層コンデンサの一実施態
様を示す断面図である。 １．２−一分極性電極、 ３−−一−−セパレータ ４−−−−−キャップ ５−−−−一缶 ６−−−−−バンキング。 ｌ！
様を示す断面図である。 １．２−一分極性電極、 ３−−一−−セパレータ ４−−−−−キャップ ５−−−−一缶 ６−−−−−バンキング。 ｌ！
Claims (3)
- （１）分極性電極と電解液との界面で形成される電気二
重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、電解液
として、テトラアルキルホスホニウムの６フッ化リン酸
塩もしくは４フッ化ホウ酸塩からなる溶質を３−メチル
−１、３−オキサゾリジン−２−オンに溶解したものを
用いることを特徴とする電気二重層コンデン サ。 - （２）前記テトラアルキルホスホニウム塩におけるアル
キル基の炭素数が１〜１０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）電解液中における溶質の濃度が、０．１〜３．０
Ｍ／ｌであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62052977A JPS63220510A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62052977A JPS63220510A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63220510A true JPS63220510A (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=12929957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62052977A Pending JPS63220510A (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63220510A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02158113A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
-
1987
- 1987-03-10 JP JP62052977A patent/JPS63220510A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02158113A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
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