JP2006165522A - Electrode sheet and electric double layer capacitor using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 金属箔等の集電体の表面に、分極性電極が容易に強固に形成され、充放電の繰返しで発生するガス、あるいは振動等によっても、集電体と分極性電極との接着強度が低下しにくく、内部抵抗等の性能を良好な状態で長期間維持することが可能な電極シート、及びそれを用いた電気二重層キャパシタを提供する。
【解決手段】 少なくとも、活性炭及び/またはカーボンブラックと、有機モノマーを、グラフト重合させて得られるグラフトポリマーが溶媒に分散されてなる塗液を、集電体の表面に塗布した後、乾燥し、熱処理してなる電極シート、及びこの電極シートを用いた電気二重層キャパシタとする。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To adhere a current collector to a polarizable electrode even when a polarizable electrode is easily and firmly formed on the surface of a current collector such as a metal foil, and gas or vibration generated by repeated charge / discharge Provided are an electrode sheet that can hardly maintain strength and maintain performance such as internal resistance for a long period of time and an electric double layer capacitor using the same.
A coating liquid in which a graft polymer obtained by graft polymerization of at least activated carbon and / or carbon black and an organic monomer is dispersed in a solvent is applied to the surface of a current collector, and then dried. An electrode sheet formed by heat treatment and an electric double layer capacitor using the electrode sheet are obtained.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電気二重層キャパシタ等の蓄電媒体に関するものであり、さらに詳細には、金属箔等の集電体の表面に塗液を塗布することにより、分極性電極を形成する電極シート、及びそれを用いた電気二重層キャパシタに関する。 The present invention relates to a power storage medium such as an electric double layer capacitor, and more specifically, an electrode sheet that forms a polarizable electrode by applying a coating liquid to the surface of a current collector such as a metal foil, and The present invention relates to an electric double layer capacitor using the same.
近年、活性炭等の分極性電極に電解液を含浸させ、これらの界面の電気二重層に電気エネルギーを蓄積させた電気二重層キャパシタが蓄電媒体として実用化され始めている。電気二重層キャパシタの一般的な構成としては、金属箔等の集電体及び活性炭等の分極性電極からなる電極シートと、セパレータが交互に積層され、電解液が含浸された構成を有する電気二重層キャパシタセルが形成され、さらに電気二重層キャパシタセルが容器に密封されて電気二重層キャパシタとされる。 In recent years, an electric double layer capacitor in which a polarizable electrode such as activated carbon is impregnated with an electrolytic solution and electric energy is accumulated in an electric double layer at the interface has been put into practical use as a power storage medium. As a general configuration of an electric double layer capacitor, an electric sheet having a configuration in which a current collector such as a metal foil and a polarizable electrode such as activated carbon and separators are alternately laminated and impregnated with an electrolytic solution. A multilayer capacitor cell is formed, and the electric double layer capacitor cell is sealed in a container to form an electric double layer capacitor.
また、電気二重層キャパシタの製造は、電極シートとセパレ−タの積層体を、角型の電気二重層キャパシタにおいてはサンドウィッチ状に、円筒型の電気二重層キャパシタにおいてはロール状に形成し、集電体(正極体及び負極体)のリード部を各々の端子に接続し、積層体を容器に収納した後、容器の開口部から電解液を注入して積層体に電解液を含浸し、電極端子の先端を外部に露出した状態で容器を密封する方法が多く実施されている。 In addition, the electric double layer capacitor is manufactured by forming a laminated body of an electrode sheet and a separator in a sandwich shape in a square electric double layer capacitor and in a roll shape in a cylindrical electric double layer capacitor. After connecting the lead portions of the electric body (positive electrode body and negative electrode body) to each terminal and storing the laminate in a container, the electrolyte is injected from the opening of the container to impregnate the laminate with the electrolyte, Many methods of sealing the container with the tip of the terminal exposed to the outside have been implemented.
このような電気二重層キャパシタにおいて、電極シートは、一般的に金属箔等の集電体の表面に、活性炭を含む塗液を塗布、乾燥することにより、分極性電極を形成し製造される。従来から、塗液の構成成分としては、カーボンブラック等の導電性材料、活性炭、及び、ポリテトラフルオロエチレン、セルロース等の結着剤を、有機溶媒または水性溶媒に分散してなる塗液が多く使用されているが、その構成成分や塗布方法等が、電気二重層キャパシタの内部抵抗等重要な性能の良否を大きく左右する一要因となっている。そのため、優れた均一性、接着強度等を目標として、特に塗液中の結着剤成分、あるいは塗液を集電体に密着させる方法等が現在までに数多く開発され、例えば以下のような特許出願が成されてきた。 In such an electric double layer capacitor, the electrode sheet is generally produced by forming a polarizable electrode by applying a coating liquid containing activated carbon to the surface of a current collector such as a metal foil and drying. Conventionally, as coating components, there are many coating liquids in which conductive materials such as carbon black, activated carbon, and binders such as polytetrafluoroethylene and cellulose are dispersed in an organic solvent or an aqueous solvent. Although it is used, its constituent components, coating method, and the like are one factor that greatly determines the quality of important performance such as the internal resistance of the electric double layer capacitor. Therefore, with the goal of excellent uniformity, adhesive strength, etc., a number of methods have been developed to date, such as the binder component in the coating liquid or the method of bringing the coating liquid into close contact with the current collector. An application has been filed.
すなわち、特開平11−162794には、芳香族ビニル単位、共役ジエン単位等を含む共重合ラテックスからなる塗液、特開平11−329904には、炭素材料とポリテトラフルオロエチレンの有機溶媒分散液からなる塗液、特開2002−222741には、活性炭粉末、それより小さい粒径の導電性付与剤、及び樹脂が溶解された水溶性バインダーからなる塗液が開示されている。また、特開2001−222992には、塗液中の溶媒を、赤外線を照射することにより蒸発させ、集電体の表面に分極性電極を形成する方法、特開2001−345095には、塗液中の溶媒を、温風を当てることにより蒸発させ、集電体の表面に分極性電極を形成する方法が開示されている。 That is, JP-A-11-162794 discloses a coating liquid comprising a copolymer latex containing an aromatic vinyl unit, a conjugated diene unit, etc., and JP-A-11-329904 discloses an organic solvent dispersion of a carbon material and polytetrafluoroethylene. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-222741 discloses a coating liquid comprising activated carbon powder, a conductivity imparting agent having a smaller particle diameter, and a water-soluble binder in which a resin is dissolved. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-222992 discloses a method of forming a polarizable electrode on the surface of a current collector by evaporating a solvent in a coating liquid by irradiating infrared rays. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-345095 discloses a coating liquid. A method of forming a polarizable electrode on the surface of a current collector by evaporating the solvent therein by applying hot air is disclosed.
従来から使用されている塗液のうち、均一性が優れた塗液は、活性炭、カーボンブラック等が、溶媒中に均一に分散され、スラリー状となっているものである。このような塗液は、粘度を低く維持している場合は、集電体として好適に使用されるエッチング処理を施し表面に凹凸を有する金属箔の凹部にも、比較的によく浸透されると思われる。しかしながら、いずれの塗液であっても、溶媒中に分散されている活性炭、カーボンブラック等は、互いに凝集しやすく、各々の粒子は比較的に大きな塊の状態となる。そのため、これらの塗液をそのまま使用すると、集電体と分極性電極との接着強度が優れた電極シートが得られないという不都合があった。さらに充放電の繰返しで発生するガス、あるいは自動車に用いた際の振動等により、集電体と分極性電極が剥離し、短期間で内部抵抗等の性能が劣化するという不都合があった。 Among conventionally used coating liquids, a coating liquid with excellent uniformity is a slurry in which activated carbon, carbon black, and the like are uniformly dispersed in a solvent. When such a coating liquid is kept at a low viscosity, it can be relatively well penetrated into the recesses of the metal foil that has an uneven surface and is subjected to an etching process that is preferably used as a current collector. Seem. However, in any coating liquid, activated carbon, carbon black and the like dispersed in the solvent are likely to aggregate with each other, and each particle is in a relatively large lump state. Therefore, when these coating liquids are used as they are, there has been a disadvantage that an electrode sheet excellent in adhesive strength between the current collector and the polarizable electrode cannot be obtained. Furthermore, there is a problem that the current collector and the polarizable electrode are peeled off due to gas generated by repeated charge / discharge or vibration when used in an automobile, and the performance such as internal resistance deteriorates in a short period of time.
このような問題を解決するために、例えば特開2001−216956には、集電体の表面に結着剤粉末、好ましくは金属箔表面の凹凸の平均開口径よりも小さい結着剤粉末を、溶媒を含まない粉末状として配置し、その後、活物質(活性炭等)と溶媒を含有するペースト(塗液)を塗布して乾燥させる方法が提案されている。しかしながら、このような塗布方法は製造工程数が増え、手間もかかるという不都合がある。 In order to solve such a problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-216955, a binder powder on the surface of the current collector, preferably a binder powder smaller than the average opening diameter of the irregularities on the surface of the metal foil, There has been proposed a method in which a solvent-free powder is disposed, and then an active material (activated carbon or the like) and a paste (coating liquid) containing a solvent are applied and dried. However, such a coating method has the disadvantage that the number of manufacturing steps increases and it takes time and effort.
従って、本発明が解決しようとする課題は、金属箔等の集電体の表面に、分極性電極が容易に強固に形成され、充放電の繰返しで発生するガス、あるいは振動等によっても、集電体と分極性電極との接着強度が低下しにくく、内部抵抗等の性能を良好な状態で長期間維持することが可能な電極シート、及びそれを用いた電気二重層キャパシタを提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that a polarizable electrode is easily and firmly formed on the surface of a current collector such as a metal foil, and is also collected by gas generated by repeated charge / discharge or vibration. By providing an electrode sheet in which the adhesive strength between an electric body and a polarizable electrode is less likely to be reduced and the performance such as internal resistance can be maintained for a long time in a good state, and an electric double layer capacitor using the electrode sheet is there.
本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果、活性炭及びカーボンブラックは、各々有機モノマーとグラフト重合させることができること、得られたグラフトポリマーは、未反応の活性炭、カーボンブラック、あるいはグラフトポリマー同士と凝集しにくく、各々の粒子は小さな粒子の状態で溶媒に微分散すること、また前記グラフトポリマーを含む塗液は、金属箔表面に対する濡れ特性が極めて優れていること、及び、前記塗液を用いることにより、集電体と分極性電極との接着強度が大幅に向上すること等を見出し本発明に到達した。 As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have found that activated carbon and carbon black can each be graft polymerized with an organic monomer, and the obtained graft polymer is unreacted activated carbon, carbon black, Alternatively, it is difficult to agglomerate with the graft polymers, each particle is finely dispersed in a solvent in the form of small particles, and the coating liquid containing the graft polymer has extremely excellent wettability to the metal foil surface, and The present inventors have found that the adhesive strength between the current collector and the polarizable electrode is greatly improved by using the coating liquid, and have reached the present invention.
すなわち本発明は、少なくとも、活性炭及び/またはカーボンブラックと、有機モノマーを、グラフト重合させて得られるグラフトポリマーが溶媒に分散されてなる塗液を、集電体の表面に塗布した後、乾燥し、熱処理してなることを特徴とする電極シートである。
また、本発明は、前記の電極シートとセパレータが積層され、電解液が含浸された構成を有する電気二重層キャパシタでもある。
That is, the present invention applies a coating solution in which a graft polymer obtained by graft polymerization of at least activated carbon and / or carbon black and an organic monomer in a solvent is applied to the surface of the current collector and then dried. An electrode sheet obtained by heat treatment.
The present invention is also an electric double layer capacitor having a configuration in which the electrode sheet and the separator are laminated and impregnated with an electrolytic solution.
本発明における塗液は、溶媒中の活性炭及びカーボンブラックが、未反応の活性炭、カーボンブラック、あるいはグラフトポリマー同士と凝集しにくく、各々の粒子は小さな粒子の状態で溶媒に微分散する。また、アルミ箔等の金属表面に対する濡れ特性が極めて優れている。従って、前記塗液を用いた本発明の電極シートは、エッチング処理を施したアルミ箔等の金属箔からなる集電体を用いた場合においても、塗液を容易に充分に金属箔表面の凹部内に浸透でき、集電体と分極性電極との接着強度を、従来のものより大幅に向上させることができる。また、前記電極シートを用いた本発明の電気二重層キャパシタは、充放電を頻繁に繰返して使用しても、あるいは自動車等振動するものに使用しても、内部抵抗等の性能を良好な状態で長期間維持することができる。 In the coating liquid of the present invention, the activated carbon and carbon black in the solvent are less likely to aggregate with unreacted activated carbon, carbon black, or graft polymer, and each particle is finely dispersed in the solvent in the form of small particles. Moreover, the wettability with respect to metal surfaces, such as aluminum foil, is very excellent. Therefore, the electrode sheet of the present invention using the coating liquid can easily and sufficiently form a concave portion on the surface of the metal foil even when a current collector made of a metal foil such as an aluminum foil subjected to etching treatment is used. The adhesive strength between the current collector and the polarizable electrode can be significantly improved as compared with the conventional one. In addition, the electric double layer capacitor of the present invention using the electrode sheet is in a good state of performance, such as internal resistance, whether it is used repeatedly or repeatedly for charging or used for vibrations such as automobiles. Can be maintained for a long time.
本発明の電極シートは、電気二重層キャパシタ、リチウム電池等の蓄電媒体において、金属箔(または金属)等の集電体(または電極)の表面に塗布することにより、分極性電極を形成する電極シートに適用される。
本発明の電気二重層キャパシタは、集電体の表面に塗液を塗布することにより分極性電極を形成する構成の電極シートを用いた電気二重層キャパシタに適用される。特に振動に対する接着強度が高く、自動車用の電気二重層キャパシタに好適に適用される。また、本発明の電気二重層キャパシタは、角型の電気二重層キャパシタ、円筒型の電気二重層キャパシタのいずれにも適用することができる。
The electrode sheet of the present invention is an electrode that forms a polarizable electrode by applying it to the surface of a current collector (or electrode) such as a metal foil (or metal) in an electric storage medium such as an electric double layer capacitor or a lithium battery. Applied to the sheet.
The electric double layer capacitor of the present invention is applied to an electric double layer capacitor using an electrode sheet having a configuration in which a polarizable electrode is formed by applying a coating liquid on the surface of a current collector. In particular, the adhesive strength against vibration is high, and it is suitably applied to electric double layer capacitors for automobiles. Moreover, the electric double layer capacitor of the present invention can be applied to both a square electric double layer capacitor and a cylindrical electric double layer capacitor.
本発明で使用するカーボンブラックは、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック等のいずれでもよい。
また、活性炭としては、水蒸気や二酸化炭素により賦活を行なった椰子殻炭、木粉炭、ピート炭等や、易黒鉛化性炭素をアルカリ金属化合物により賦活を行なったアルカリ賦活炭が使用できる。アルカリ賦活炭の原料である易黒鉛化性炭素は、石油ピッチ、石炭ピッチ、縮合多環芳香族炭化水素類を重合することにより得られる合成ピッチを炭素化したもの、ニードルコークス等から得られるが、いずれの活性炭を用いてもよい。本発明においては、これらの比表面積が、通常は10m2/g以上のもの、好ましくは50m2/g以上のもの、さらに好ましくは200m2/g以上のものが使用される。
The carbon black used in the present invention may be any of furnace black, acetylene black, channel black, thermal black and the like.
Moreover, as activated carbon, coconut shell charcoal activated by steam or carbon dioxide, wood dust charcoal, peat charcoal or the like, or alkali activated charcoal activated by graphitizable carbon with an alkali metal compound can be used. Graphitizable carbon, which is a raw material for alkali activated carbon, is obtained from carbonized synthetic pitch obtained by polymerizing petroleum pitch, coal pitch, condensed polycyclic aromatic hydrocarbons, needle coke, etc. Any activated carbon may be used. In the present invention, those having a specific surface area of usually 10 m 2 / g or more, preferably 50 m 2 / g or more, more preferably 200 m 2 / g or more are used.
また、有機モノマーは、活性炭またはカーボンブラックとのグラフト重合反応によりグラフトポリマーを生成するものであれば特に限定されることがないが、例えば、アクリル系モノマー、エポキシ系モノマー、ビニル系モノマー、エステル系モノマー、アミド系モノマー、エーテル系モノマー等を挙げることができる。これらの有機モノマーの中でも、ビニル系モノマーを使用することが好ましい。ビニル系モノマーは、一般式CH2=C(R)−COOR’(Rは水素原子またはメチル基、R’は水素原子、C1〜C12の炭化水素基、または置換炭化水素基)で示される不飽和カルボン酸及びそのエステル類等である。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルアクリレート、オクチルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート等が挙げられる。 The organic monomer is not particularly limited as long as it produces a graft polymer by a graft polymerization reaction with activated carbon or carbon black. For example, an acrylic monomer, an epoxy monomer, a vinyl monomer, and an ester monomer. A monomer, an amide monomer, an ether monomer, etc. can be mentioned. Among these organic monomers, it is preferable to use vinyl monomers. The vinyl monomer has a general formula CH 2 ═C (R) —COOR ′ (R is a hydrogen atom or a methyl group, R ′ is a hydrogen atom, a C1-C12 hydrocarbon group, or a substituted hydrocarbon group). Saturated carboxylic acids and esters thereof. Specifically, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, butyl acrylate, Examples include butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, lauryl acrylate, and lauryl methacrylate.
また、本発明における塗液には、樹脂を含ませることができる。樹脂は、結着剤の効果が得られる樹脂であれば特に限定されることはないが、熱硬化性樹脂が好ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アルキド樹脂、及びポリイミド樹脂等を使用することができる。
また、本発明における塗液には、結着性を高めるために、縮合多環炭化水素またはこれを含有する化合物を重合させた合成ピッチと、有機モノマーをグラフト重合させて得られるグラフトポリマーを含ませることができる。この際に用いられる有機モノマーは前述の有機モノマーと同様である。
本発明においては、通常はこのような樹脂またはグラフトポリマーが添加される。
The coating liquid in the present invention can contain a resin. The resin is not particularly limited as long as the effect of the binder is obtained, but a thermosetting resin is preferable, for example, epoxy resin, phenol resin, polyester resin, melamine resin, urea resin, alkyd resin. , And polyimide resin can be used.
In addition, the coating liquid in the present invention includes a synthetic pitch obtained by polymerizing a condensed polycyclic hydrocarbon or a compound containing the same, and a graft polymer obtained by graft polymerization of an organic monomer in order to enhance the binding property. Can be made. The organic monomer used in this case is the same as the organic monomer described above.
In the present invention, such a resin or graft polymer is usually added.
尚、前記の合成系ピッチは、特許第2931593号公報、特許第2621253号公報、または特許第2526585号公報に示されるように、ナフタレン、モノメチルナフタレン、ジメチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、アセナフテン、アセナフチレン、ピレン等、及びこれらの骨格を有する縮合多環炭化水素、これらの混合物、これらを含有する物質を重合させて得られるピッチである。この重合は、ピッチ原料1モルに対し、重合触媒として弗化水素0.1〜20モル、三弗化硼素0.05〜1.0モルを使用し、100〜400℃の温度で5〜30分間反応させることにより行なわれる。この合成系ピッチは、熱処理範囲温度において、高い流動性と高残炭率を示す。 In addition, the synthetic pitch is naphthalene, monomethylnaphthalene, dimethylnaphthalene, anthracene, phenanthrene, acenaphthene, acenaphthylene, pyrene, as shown in Japanese Patent No. 2931593, Japanese Patent No. 2621253, or Japanese Patent No. 2526585. Etc., and condensed polycyclic hydrocarbons having these skeletons, mixtures thereof, and pitches obtained by polymerizing substances containing these. In this polymerization, 0.1 to 20 mol of hydrogen fluoride and 0.05 to 1.0 mol of boron trifluoride are used as a polymerization catalyst with respect to 1 mol of pitch raw material, and the temperature is 5 to 30 at a temperature of 100 to 400 ° C. This is done by reacting for a minute. This synthetic pitch exhibits high fluidity and a high residual carbon ratio at the heat treatment range temperature.
本発明で使用する溶媒は、活性炭、カーボンブラック、グラフトポリマー等を良く分散し、かつ塗工機内乾燥機で容易に揮発できるものであればよく、例えばプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等の脂肪族アルコール類、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ピリジン等の含窒素芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のセロソルブ類等が挙げられ、これら有機溶剤は単独に、または複数併用してもよい。また、水性溶媒を使用して、例えばエポキシエマルジョン、アクリルエマルジョン等からなる塗液とすることもできる。 The solvent used in the present invention is not limited as long as it is well dispersed in activated carbon, carbon black, graft polymer and the like, and can be easily volatilized by a drier in the coating machine. For example, fat such as propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol Aromatic alcohols, ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, nitrogen-containing aromatic hydrocarbons such as pyridine, aliphatic hydrocarbons such as pentane and hexane, cyclohexane Such as cycloaliphatic hydrocarbons such as tetrahydrofuran, ethers such as tetrahydrofuran, cellosolves such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether, and the like. These organic solvents may be used alone or in combination. Moreover, it can also be set as the coating liquid which consists of an epoxy emulsion, an acrylic emulsion, etc., using an aqueous solvent.
本発明において、活性炭及び/またはカーボンブラックのグラフト重合に用いられる重合化開始剤は、アゾ化合物系のものが好ましく、特にアゾニトリル系のものが優れている。有機過酸化物はカーボンブラックが共存する場合、非常に長い誘導期を生じ好ましくない。カーボンブラック自体もラジカル重合抑制剤として作用するため、重合開始剤もこれを打ち消すだけの量が必要であるが、開始剤の量は、通常はカーボンブラックの重量に対し5wt%以下である。また、ドデシルメルカプタンのような連鎖移動剤も必要に応じて使用しても差し支えない。 In the present invention, the polymerization initiator used for the graft polymerization of activated carbon and / or carbon black is preferably an azo compound type, particularly an azonitrile type. Organic peroxides are not preferred when carbon black coexists, resulting in a very long induction period. Since carbon black itself acts as a radical polymerization inhibitor, the polymerization initiator needs to have an amount sufficient to counteract this, but the amount of initiator is usually 5 wt% or less based on the weight of carbon black. A chain transfer agent such as dodecyl mercaptan may be used as necessary.
本発明における塗液は、前述の活性炭、カーボンブラック、有機モノマー、及び溶媒等を用いて調製される。塗液は、例えば反応容器等に、活性炭、カーボンブラック、有機モノマー、及び溶媒を投入した後、50〜200℃程度の温度で、重合開始剤を一括あるいは複数回に分割して添加することにより、グラフト重合させて調製することができる。また、活性炭またはカーボンブラックのどちらか一方の成分のみを、有機モノマーとグラフト重合させる場合は、例えばグラフト重合終了後の液に、グラフト重合させない成分を添加することにより行なわれる。 The coating liquid in the present invention is prepared using the aforementioned activated carbon, carbon black, organic monomer, solvent and the like. For example, after charging activated carbon, carbon black, an organic monomer, and a solvent into a reaction vessel or the like, the coating liquid is added at a temperature of about 50 to 200 ° C. by adding a polymerization initiator in a batch or multiple times. Can be prepared by graft polymerization. Further, when only one component of activated carbon or carbon black is graft-polymerized with an organic monomer, for example, it is performed by adding a component that is not graft-polymerized to the liquid after completion of graft polymerization.
尚、前述の液に樹脂を添加して塗液とする場合は、通常はグラフト重合終了後の液に、樹脂が溶解(分散)した溶媒が添加される。また、縮合多環炭化水素またはこれを含有する化合物を重合させた合成ピッチと、有機モノマーをグラフト重合させて得られるグラフトポリマーを添加する場合は、活性炭及び/またはカーボンブラックのグラフト重合終了後の液に、合成ピッチのグラフト重合ポリマーを溶解(分散)した溶媒を添加してもよいし、活性炭及び/またはカーボンブラックのグラフト重合と同時に合成ピッチをグラフト重合してもよい。 In addition, when adding resin to the above-mentioned liquid to make a coating liquid, a solvent in which the resin is dissolved (dispersed) is usually added to the liquid after completion of graft polymerization. In addition, when a synthetic pitch obtained by polymerizing a condensed polycyclic hydrocarbon or a compound containing the same and a graft polymer obtained by graft polymerization of an organic monomer are added, after the graft polymerization of activated carbon and / or carbon black is completed. A solvent in which the graft polymer of synthetic pitch is dissolved (dispersed) may be added to the liquid, or the synthetic pitch may be graft polymerized simultaneously with the graft polymerization of activated carbon and / or carbon black.
本発明において、有機モノマーの量は、通常は活性炭とカーボンブラックの合計の10〜200wt%、好ましくは30〜100wt%である。塗液の調製において、有機モノマーの活性炭、カーボンブラックへのグラフト重合化率は、共に通常は有機モノマー全体の1〜50%、好ましくは有機モノマー全体の2〜30%である。グラフト重合化率が1%未満の場合は、塗液をスラリー状とすることができなくなる虞、あるいは金属箔との濡れ特性が優れた塗液が得られない虞を生じる。また、グラフト重合化率が50%を超える塗液は、製造することが困難である。このようにして調製される塗液中の活性炭及び/またはカーボンブラックのグラフトポリマーの含有量は、通常は塗液全量に対して1〜50wt%程度である。 In the present invention, the amount of the organic monomer is usually 10 to 200 wt%, preferably 30 to 100 wt% of the total of activated carbon and carbon black. In the preparation of the coating liquid, the graft polymerization rate of the organic monomer to the activated carbon and carbon black is usually 1 to 50% of the whole organic monomer, preferably 2 to 30% of the whole organic monomer. When the graft polymerization rate is less than 1%, there is a possibility that the coating liquid cannot be made into a slurry or a coating liquid having excellent wettability with the metal foil cannot be obtained. Moreover, it is difficult to produce a coating liquid having a graft polymerization rate exceeding 50%. The content of the activated carbon and / or carbon black graft polymer in the coating solution thus prepared is usually about 1 to 50 wt% with respect to the total amount of the coating solution.
以上のように調製される塗液の粘度は、通常は室温で10〜1000mPa・sであるが、従来から使用されている塗液と比較して、活性炭、カーボンブラック等が細かく均一に微分散されているほか、濡れ特性が極めて優れている。これは、活性炭及び/またはカーボンブラックの表面に、有機モノマーが化学的に結合されており(本発明においては、これをグラフト重合と称する。)、凝集し難い構造となっているためであると考えられる。金属箔の凹部の細部まで含浸した有機モノマーは、後工程で熱処理されて炭素化し、金属箔と強固に接着される。 The viscosity of the coating liquid prepared as described above is usually 10 to 1000 mPa · s at room temperature, but activated carbon, carbon black, etc. are finely and finely dispersed in comparison with the coating liquid used conventionally. In addition, the wettability is extremely excellent. This is because an organic monomer is chemically bonded to the surface of activated carbon and / or carbon black (in the present invention, this is referred to as graft polymerization), and the structure is difficult to aggregate. Conceivable. The organic monomer impregnated in the details of the concave portion of the metal foil is heat-treated and carbonized in a subsequent process, and is firmly bonded to the metal foil.
本発明の電極シートは、前述の塗液を金属箔の表面に塗布した後、乾燥し、熱処理して得られるものである。金属箔表面への塗布の際は、所望の膜厚を得るために、エチレングリコールモノメチルエーテル、キシレン等の溶剤で希釈することができる。また消泡剤を適量加えても良い。塗液の金属箔表面への塗工は、例えば図1のような塗液1のチャージタンク2、塗液供給ポンプ3、オーバーフロー戻しポンプ4等からなる塗液循環部、金属箔5の巻出し器6、テンション調整用S字段差ロール7、塗液バット8、塗布ロール9、スクイズロール10等からなる塗液塗布部、熱風導入口11、排気口12等からなる乾燥部、厚み測定器13、熱プレス兼ラインスピード制御ロール14、巻取り器15等からなる巻取り部を備えた塗工装置により行なうことができる。前述のように、塗液は均一性が高く、濡れ特性が極めて優れているので、膜厚を容易に精密にコントロールすることができる。尚、本発明においては、さらに巻取った後の電極シートを熱処理炉等で熱処理してもよい。熱処理の温度は、通常は100〜600℃である。
The electrode sheet of the present invention is obtained by applying the above-mentioned coating liquid to the surface of the metal foil, then drying and heat treatment. In application to the metal foil surface, in order to obtain a desired film thickness, it can be diluted with a solvent such as ethylene glycol monomethyl ether or xylene. An appropriate amount of an antifoaming agent may be added. Application of the coating liquid onto the surface of the metal foil includes, for example, a coating liquid circulation unit including a
本発明の電極シートの製造においては、主に乾燥により溶媒が揮発される。また、熱処理により、塗液中の活性炭、カーボンブラック、及び合成ピッチ等に残存する、またはグラフト重合反応中に生成した官能基(−OH、−COOH、−C=O等)が分解除去されるとともに、カーボンブラック、活性炭、及び樹脂の結着強化、樹脂の炭素化が行なわれる。
本発明において、塗液は通常はリード部18となる部分を除いた金属箔17の両面に塗布され、図2に示すような電極シート16に仕上げられる。
In the production of the electrode sheet of the present invention, the solvent is volatilized mainly by drying. In addition, the heat treatment decomposes and removes the functional groups (—OH, —COOH, —C═O, etc.) remaining in the activated carbon, carbon black, synthetic pitch, etc. in the coating liquid or generated during the graft polymerization reaction. At the same time, carbon black, activated carbon, and resin are reinforced and carbonized.
In the present invention, the coating solution is usually applied to both surfaces of the
本発明の電気二重層キャパシタは、前述の電極シートを用いたものである。本発明において、電極シートとセパレ−タを積層する際は、電極シートの正極体リード部及び負極体のリード部18が、各々正極端子及び負極端子21に接続できるように積層される。その後、積層体19は、少なくとも一辺に開口部を有するプラスチックフィルムで被覆された金属箔製の偏平状の容器20に収納されるが、電極端子21が開口部側になるように収納される。尚、電気二重層キャパシタの製造の際には、通常は電解液を注入する前に、積層体の乾燥処理が行なわれるが、本発明において前述の電極シートの製造後、継続して電気二重層キャパシタを製造する場合は、乾燥処理時間が短縮されるか、あるいは乾燥処理を省略することが可能である。
The electric double layer capacitor of the present invention uses the above electrode sheet. In the present invention, when the electrode sheet and the separator are laminated, the positive electrode body lead portion and the negative electrode
本発明においては、次に容器に電解液を注入して電気二重層キャパシタセルに電解液を含浸させるとともに、容器内を減圧処理して分極性電極に吸着されているガスを除去する操作が行なわれる。このようにすることにより、積層体に電解液を効率よく含浸することができる。また、必要に応じて、電解液の注入から容器の密封までの間に、分極性電極に含まれる水分や官能基を電気分解し除去するために、電極端子に通電して電解精製を行なうこともできる。
その後、例えば加熱された2本のヒートシールバーを、プラスチック製、金属箔製の偏平状容器を挟んだ状態で押圧することにより容器の密封が行なわれ、図3に示すような構成を有する本発明の電気二重層キャパシタが得られる。尚、本発明においては、電解液の注入から容器の密封まで、減圧下または不活性ガス雰囲気下で行なわれる。
In the present invention, the operation of injecting the electrolytic solution into the container and impregnating the electric double layer capacitor cell with the electrolytic solution, and removing the gas adsorbed on the polarizable electrode by reducing the pressure inside the container is performed. It is. By doing in this way, a laminated body can be efficiently impregnated with electrolyte solution. In addition, if necessary, between the injection of the electrolyte and the sealing of the container, the electrode terminal is energized and subjected to electrolytic purification in order to electrolyze and remove moisture and functional groups contained in the polarizable electrode. You can also.
Thereafter, the container is sealed by pressing, for example, two heated heat seal bars in a state where a flat container made of plastic or metal foil is sandwiched, and the book having the structure shown in FIG. The electric double layer capacitor of the invention is obtained. In the present invention, the process from injection of the electrolytic solution to sealing of the container is performed under reduced pressure or in an inert gas atmosphere.
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these.
(塗液の調製)
撹拌器が付いた反応容器に、活性炭(呉羽化学工業(株)製活性炭A−BAC−PW15)100重量部、カーボンブラック(電気化学工業(株)製デンカブラック)10重量部、合成系ピッチ(三菱瓦斯化学(株)製合成系ピッチ、縮合多環炭化水素類を弗化水素及び三弗化硼素の存在下で重合させて調製された合成ピッチ)5重量部、有機モノマーとしてアクリル酸ブチル75重量部、及び溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテル150重量部を投入し、容器内を窒素置換した後、アゾビスイソブチロニトリル5重量部を複数回に分割して投入し、アゾビスイソブチロニトリルがラジカルを発生する温度以上に加熱するとともに、溶液を撹拌してグラフト重合化反応を完結させた。
(Preparation of coating solution)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, 100 parts by weight of activated carbon (activated carbon A-BAC-PW15 manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.), 10 parts by weight of carbon black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Co., Ltd.), synthetic pitch ( Synthetic pitch produced by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., synthetic pitch prepared by polymerizing condensed polycyclic hydrocarbons in the presence of hydrogen fluoride and boron trifluoride) 5 parts by weight, butyl acrylate 75 as an organic monomer Part by weight and 150 parts by weight of ethylene glycol monomethyl ether as a solvent were added, and the inside of the container was purged with nitrogen. Then, 5 parts by weight of azobisisobutyronitrile was added in several portions, and azobisisobutyronitrile was added. Was heated above the temperature at which radicals were generated, and the solution was stirred to complete the graft polymerization reaction.
前記グラフト重合の初期においては、硬い泥塊状物の存在が認められたが、反応途中より流動性を帯び、容易にかき混ぜることができるスラリー状となった。モノマー反応率を、ガスクロマトグラフィーにより定量的に求め、反応率99%以上で終了とした。反応終了後のアクリル酸ブチルの活性炭、カーボンブラック、及び合成ピッチ等への総グラフト重合化率を測定した結果、約12%であった。また、スラリーの不揮発分計算値は約55%であった。
得られたスラリーは、1日静置しても活性炭、カーボンブラック、及びピッチ等の沈降がない分散安定性の極めて良好な塗液であった。
In the initial stage of the graft polymerization, the presence of a hard mud was observed, but it became fluid in the middle of the reaction and became a slurry that could be easily stirred. The monomer reaction rate was quantitatively determined by gas chromatography, and the reaction was terminated when the reaction rate was 99% or more. As a result of measuring the total graft polymerization rate of butyl acrylate after the reaction to activated carbon, carbon black, synthetic pitch, and the like, it was about 12%. The calculated nonvolatile content of the slurry was about 55%.
The obtained slurry was a coating solution with extremely good dispersion stability that was free from sedimentation such as activated carbon, carbon black, and pitch even after standing for one day.
尚、グラフト重合化率の測定は、次のように行なった。最初に前述のように調製されたスラリーを熱処理して、グラフトポリマー等の溶媒への分散性を喪失させた後、ソックスレー抽出器を用いてテトラヒドロフランによりホモポリマーを抽出した。抽出物がなくなった時点で、取り出し乾燥した。その一部を量り取り、アクリル酸ブチルの分解温度以上で熱処理し、残さを秤量、アクリル酸ブチルのグラフト物に使用された割合をグラフト重合化率とした。 The graft polymerization rate was measured as follows. First, the slurry prepared as described above was heat-treated to lose dispersibility in a solvent such as a graft polymer, and then the homopolymer was extracted with tetrahydrofuran using a Soxhlet extractor. When the extract was exhausted, it was taken out and dried. A portion thereof was weighed and heat-treated at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of butyl acrylate, the residue was weighed, and the ratio used for the grafted product of butyl acrylate was defined as the graft polymerization rate.
(電極シートの製作)
前述のように調製された塗液を、図1に示すような塗工装置を用いて、電極シートのリード部となる部分にシールを施した幅150mm、厚さ30μmのアルミ箔に塗布した。アルミ箔の巻出し速度、巻取り速度は0.5m/minであった。また、熱風導入口から、150℃の乾燥空気を乾燥部内に導入した。さらに、巻取ったものを熱処理炉で30分間熱処理した後、シールを剥がし、図2に示すような形状に切断して、集電体の表面に厚さ100μmの分極性電極が形成された電極シートを得た。
(Production of electrode sheet)
The coating liquid prepared as described above was applied to an aluminum foil having a width of 150 mm and a thickness of 30 μm in which a portion to be a lead portion of the electrode sheet was sealed using a coating apparatus as shown in FIG. The unwinding speed and winding speed of the aluminum foil were 0.5 m / min. Moreover, 150 degreeC dry air was introduce | transduced in the drying part from the hot air inlet. Furthermore, after the wound one was heat treated in a heat treatment furnace for 30 minutes, the seal was peeled off and cut into a shape as shown in FIG. 2 to form a polarizable electrode having a thickness of 100 μm on the surface of the current collector A sheet was obtained.
この電極シートのアルミ箔(集電体)と塗膜(分極性電極)について、JIS K 5600−5−6の機械的強度の測定方法に準じて接着強度を測定した。電極シートの塗液の塗布部分を、縦及び横に各々6本ずつ切込み、中央の25個の格子状に分割されたサンプルについて、セロテープ(登録商標)によるアルミ箔からの剥離試験を行なった。その結果、いずれのサンプルも、アルミ箔(集電体)から塗膜(分極性電極)を剥離することができなかった。 With respect to the aluminum foil (current collector) and the coating film (polarizable electrode) of this electrode sheet, the adhesive strength was measured according to the mechanical strength measuring method of JIS K 5600-5-6. The application part of the coating solution of the electrode sheet was cut into 6 pieces each in the vertical and horizontal directions, and a peeling test from the aluminum foil with cello tape (registered trademark) was performed on the sample divided into 25 central grids. As a result, none of the samples could peel the coating film (polarizable electrode) from the aluminum foil (current collector).
(電気二重層キャパシタの製作)
前述のように製作された電極シートと、紙製のセパレータ(厚さ50μm)を、リード部が交互に正極及び負極の電極端子に接続できるように、合計30枚積層させて、リード部を除いた一辺が100mmの正方形の積層体(厚さ10.2mm)を製作した。次に、積層体の正極体のリード部及び負極体のリード部を、各々電極端子に溶接により接着した後、真空乾燥機を用いてこれらを160℃で24時間減圧乾燥した。
また、表面がプラスチックフィルムで被覆されたアルミ箔を基材とする一辺が150mmの正方形の偏平状の容器を、真空乾燥機を用いて105℃で15時間減圧乾燥した。この偏平状の容器は、一辺に開口部を有するものであった。
(Production of electric double layer capacitor)
A total of 30 electrode sheets manufactured as described above and a paper separator (thickness: 50 μm) are stacked so that the lead portions can be alternately connected to the positive and negative electrode terminals, and the lead portions are removed. A square laminate (thickness 10.2 mm) with a side of 100 mm was produced. Next, after the lead part of the positive electrode body and the lead part of the negative electrode body were bonded to the electrode terminals by welding, they were dried under reduced pressure at 160 ° C. for 24 hours using a vacuum dryer.
In addition, a square flat container having a side of 150 mm and having an aluminum foil whose surface was covered with a plastic film as a base material was dried under reduced pressure at 105 ° C. for 15 hours using a vacuum dryer. This flat container has an opening on one side.
積層体及び偏平状の容器を、窒素雰囲気下で室温まで冷却した後、図3に示すように、積層体を容器に挿入した。次に、プロピレンカーボネート溶媒にアンモニウム塩等を分散させた電解液90mlを、偏平状の容器の開口部から注入した。電解液の注入を終了した後、30分間真空ポンプにより減圧にして、積層体の減圧処理を行なった。また、この間、電極端子に通電して電解精製を行なった。その後、容器の開口部を150℃でヒートシールし、偏平状の容器を密封して電気二重層キャパシタを得た。
この電気二重層キャパシタの25℃、2.7V充電における静電容量及び内部抵抗を測定した結果、各々960F、3.0mΩであり、性能が優れていることが確認できた。
After the laminate and the flat container were cooled to room temperature in a nitrogen atmosphere, the laminate was inserted into the container as shown in FIG. Next, 90 ml of an electrolytic solution in which an ammonium salt or the like was dispersed in a propylene carbonate solvent was injected from the opening of a flat container. After completing the injection of the electrolytic solution, the laminate was decompressed by a vacuum pump for 30 minutes, and the laminate was decompressed. During this period, the electrode terminal was energized to perform electrolytic purification. Thereafter, the opening of the container was heat sealed at 150 ° C., and the flat container was sealed to obtain an electric double layer capacitor.
As a result of measuring the electrostatic capacity and the internal resistance of this electric double layer capacitor at 25 ° C. and 2.7 V charge, they were 960 F and 3.0 mΩ, respectively, and it was confirmed that the performance was excellent.
(塗液の調製)
実施例1と同様の反応容器に、活性炭(呉羽化学工業(株)製活性炭A−BAC−PW15)100重量部、カーボンブラック(電気化学工業(株)製デンカブラック)10重量部、有機モノマーとしてアクリル酸ブチル75重量部、及び溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテル150重量部を投入し、容器内を窒素置換した後、アゾビスイソブチロニトリル5重量部を複数回に分割して投入し、アゾビスイソブチロニトリルがラジカルを発生する温度以上に加熱するとともに、溶液を撹拌してグラフト重合化反応を完結させた。
(Preparation of coating solution)
In the same reaction vessel as in Example 1, 100 parts by weight of activated carbon (activated carbon A-BAC-PW15 manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.), 10 parts by weight of carbon black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), as an organic monomer After adding 75 parts by weight of butyl acrylate and 150 parts by weight of ethylene glycol monomethyl ether as a solvent, the inside of the container was purged with nitrogen, and then 5 parts by weight of azobisisobutyronitrile was added in several portions. While heating above the temperature at which isobutyronitrile generates radicals, the solution was stirred to complete the graft polymerization reaction.
実施例1と同様に、グラフト重合の初期においては、硬い泥塊状物の存在が認められたが、反応途中より流動性を帯び、容易にかき混ぜることができるスラリー状となった。モノマー反応率を、ガスクロマトグラフィーにより定量的に求め、反応率99%以上で終了とした。反応終了後のアクリル酸ブチルの活性炭及びカーボンブラック等への総グラフト重合化率を測定した結果、約11%であった。また、スラリーの不揮発分計算値は約55%であった。
得られたスラリーは、1日静置しても活性炭及びカーボンブラック等の沈降がない分散安定性の極めて良好なスラリーであった。さらに、このスラリーに結着剤としてエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製EP815)5重量部と、溶剤、消泡剤等を加えて所望濃度の塗液を得た。
As in Example 1, the presence of a hard mud was observed in the initial stage of graft polymerization. However, the slurry became fluid in the middle of the reaction and became a slurry that could be easily stirred. The monomer reaction rate was quantitatively determined by gas chromatography, and the reaction was terminated when the reaction rate was 99% or more. As a result of measuring the total graft polymerization ratio of butyl acrylate to activated carbon, carbon black, and the like after completion of the reaction, it was about 11%. The calculated nonvolatile content of the slurry was about 55%.
The obtained slurry was a very good slurry having excellent dispersion stability, such as activated carbon and carbon black, which did not settle even when allowed to stand for 1 day. Further, 5 parts by weight of an epoxy resin (EP815 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), a solvent, an antifoaming agent, and the like were added as a binder to the slurry to obtain a coating solution having a desired concentration.
(電極シートの製作)
実施例1の電極シートの製作において、前記の塗液を用いたほかは、実施例1と同様にして、集電体の表面に厚さ100μmの分極性電極が形成された電極シートを製作した。
この電極シートのアルミ箔(集電体)と塗膜(分極性電極)について、実施例1と同様の条件で、JIS K 5600−5−6の機械的強度の測定方法に準じて接着強度を測定した。その結果、いずれのサンプルも、アルミ箔(集電体)から塗膜(分極性電極)を剥離することができなかった。
(Production of electrode sheet)
In the production of the electrode sheet of Example 1, an electrode sheet in which a polarizable electrode having a thickness of 100 μm was formed on the surface of the current collector was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid was used. .
With respect to the aluminum foil (current collector) and the coating film (polarizable electrode) of this electrode sheet, the adhesive strength was measured according to the mechanical strength measurement method of JIS K 5600-5-6 under the same conditions as in Example 1. It was measured. As a result, none of the samples could peel the coating film (polarizable electrode) from the aluminum foil (current collector).
(電気二重層キャパシタの製作)
実施例1の電気二重層キャパシタの製作において、前記の電極シートを用いたほかは、実施例1と同様にして電気二重層キャパシタを製作した。この電気二重層キャパシタの25℃、2.7V充電における静電容量及び内部抵抗を測定した結果、各々940F、3.2mΩであり、性能が優れていることが確認できた。
(Production of electric double layer capacitor)
In the production of the electric double layer capacitor of Example 1, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1, except that the above electrode sheet was used. As a result of measuring the electrostatic capacity and the internal resistance at 25 ° C. and 2.7 V charge of this electric double layer capacitor, they were 940 F and 3.2 mΩ, respectively, and it was confirmed that the performance was excellent.
[比較例1]
(塗液の調製)
実施例1と同様の反応容器に、活性炭(呉羽化学工業(株)製活性炭A−BAC−PW15)100重量部、カーボンブラック(電気化学工業(株)製デンカブラック)10重量部、合成系ピッチ(三菱瓦斯化学(株)製合成系ピッチ、縮合多環炭化水素類を弗化水素及び三弗化硼素の存在下で重合させて調製された合成ピッチ)5重量部、及び溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテル150重量部を投入し、加熱するとともに撹拌したが、活性炭、カーボンブラック、合成系ピッチ等が、凝集、沈降しやすく、分散が良好なスラリー状の塗液は得られなかった。
[Comparative Example 1]
(Preparation of coating solution)
In the same reaction vessel as in Example 1, 100 parts by weight of activated carbon (activated carbon A-BAC-PW15 manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.), 10 parts by weight of carbon black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), synthetic pitch (Synthetic pitch produced by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., synthetic pitch prepared by polymerizing condensed polycyclic hydrocarbons in the presence of hydrogen fluoride and boron trifluoride) 5 parts by weight, and ethylene glycol monomethyl as a solvent 150 parts by weight of ether was added, and the mixture was heated and stirred. However, a slurry-like coating liquid in which activated carbon, carbon black, synthetic pitch, etc. easily aggregated and settled and had good dispersion could not be obtained.
(電極シートの製作)
実施例1の電極シートの製作において、前記の塗液を用いたほかは、実施例1と同様にして、集電体の表面に厚さ100μmの分極性電極が形成された電極シートを製作した。
この電極シートのアルミ箔(集電体)と塗膜(分極性電極)について、実施例1と同様の条件で、JIS K 5600−5−6の機械的強度の測定方法に準じて接着強度を測定した。その結果、25個のサンプルのうち11個のサンプルについて、アルミ箔(集電体)から塗膜(分極性電極)が剥離した。
(Production of electrode sheet)
In the production of the electrode sheet of Example 1, an electrode sheet in which a polarizable electrode having a thickness of 100 μm was formed on the surface of the current collector was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid was used. .
With respect to the aluminum foil (current collector) and the coating film (polarizable electrode) of this electrode sheet, the adhesive strength was measured according to the mechanical strength measurement method of JIS K 5600-5-6 under the same conditions as in Example 1. It was measured. As a result, about 11 samples out of 25 samples, the coating film (polarizable electrode) was peeled from the aluminum foil (current collector).
[比較例2]
(塗液の調製)
実施例1と同様の反応容器に、活性炭(呉羽化学工業(株)製活性炭A−BAC−PW15)100重量部、カーボンブラック(電気化学工業(株)製デンカブラック)10重量部、及び溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテル150重量部を投入し、加熱するとともに撹拌したが、活性炭、カーボンブラック等が、凝集、沈降しやすく、分散が良好なスラリー状の塗液は得られなかった。
[Comparative Example 2]
(Preparation of coating solution)
In the same reaction vessel as in Example 1, 100 parts by weight of activated carbon (activated carbon A-BAC-PW15 manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.), 10 parts by weight of carbon black (Denka Black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and solvent Although 150 parts by weight of ethylene glycol monomethyl ether was added and heated and stirred, activated carbon, carbon black and the like were liable to aggregate and settle, and a slurry-like coating solution with good dispersion could not be obtained.
(電極シートの製作)
実施例1の電極シートの製作において、前記の塗液を用いたほかは、実施例1と同様にして、集電体の表面に厚さ100μmの分極性電極が形成された電極シートを製作した。
この電極シートのアルミ箔(集電体)と塗膜(分極性電極)について、実施例1と同様の条件で、JIS K 5600−5−6の機械的強度の測定方法に準じて接着強度を測定した。その結果、25個のサンプルのうち19個のサンプルについて、アルミ箔(集電体)から塗膜(分極性電極)が剥離した。
(Production of electrode sheet)
In the production of the electrode sheet of Example 1, an electrode sheet in which a polarizable electrode having a thickness of 100 μm was formed on the surface of the current collector was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid was used. .
With respect to the aluminum foil (current collector) and the coating film (polarizable electrode) of this electrode sheet, the adhesive strength was measured according to the mechanical strength measurement method of JIS K 5600-5-6 under the same conditions as in Example 1. It was measured. As a result, for 19 samples out of 25 samples, the coating film (polarizable electrode) was peeled from the aluminum foil (current collector).
以上のように、本発明の実施例の電極シートは、集電体と分極性電極が強固に接着していることが確認できた。また、本発明の実施例の電極シートを用いた電気二重層キャパシタは、静電容量及び内部抵抗が優れていることが確認できた。 As described above, in the electrode sheet of the example of the present invention, it was confirmed that the current collector and the polarizable electrode were firmly bonded. Moreover, it has confirmed that the electrical double layer capacitor using the electrode sheet of the Example of this invention was excellent in an electrostatic capacitance and internal resistance.
1 塗液
2 チャージタンク
3 塗液供給ポンプ
4 オーバーフロー戻しポンプ
5 金属箔
6 巻出し器
7 テンション調整用S字段差ロール
8 塗液バット
9 塗布ロール
10 スクイズロール
11 熱風導入口
12 排気口
13 厚み測定器
14 熱プレス兼ラインスピード制御ロール
15 巻取り器
16 電極シート
17 塗液の塗布部分
18 リード部
19 積層体
20 容器
21 電極端子(正極端子、負極端子)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
The electric double layer capacitor which has the structure by which the electrode sheet and separator in any one of Claims 1-10 were laminated | stacked, and the electrolyte solution was impregnated.
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Publications (1)
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WO2013000263A1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 深圳市惠程电气股份有限公司 | Super polyimide capacitor and preparation method thereof |
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