JPH0574656A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH0574656A JPH0574656A JP3236277A JP23627791A JPH0574656A JP H0574656 A JPH0574656 A JP H0574656A JP 3236277 A JP3236277 A JP 3236277A JP 23627791 A JP23627791 A JP 23627791A JP H0574656 A JPH0574656 A JP H0574656A
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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
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 分極性電極１，２およびセパレータ３に含浸
される電解液として、無機塩と有機塩との混合塩からな
る溶融塩を用いる。無機塩としては、ＡｌＣｌ3 、Ｔｉ
Ｃｌ3 、ＴｉＣｌ4 、ＢｅＣｌ2 等の塩化物が有利に用
いられ、有機塩としては、 【化１】 の骨格を有する塩化物または臭化物が有利に用いられ
る。 【効果】 耐電圧が高く、かつ、低温特性に優れた電気
二重層コンデンサが得られる。
される電解液として、無機塩と有機塩との混合塩からな
る溶融塩を用いる。無機塩としては、ＡｌＣｌ3 、Ｔｉ
Ｃｌ3 、ＴｉＣｌ4 、ＢｅＣｌ2 等の塩化物が有利に用
いられ、有機塩としては、 【化１】 の骨格を有する塩化物または臭化物が有利に用いられ
る。 【効果】 耐電圧が高く、かつ、低温特性に優れた電気
二重層コンデンサが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気二重層コンデン
サに関するもので、特に、電気二重層コンデンサに用い
られる電解液の改良に関するものである。
サに関するもので、特に、電気二重層コンデンサに用い
られる電解液の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、分極性電極と
電解液との界面に生成する電気二重層に電荷を蓄積する
素子である。構造の一例を、図１を参照して説明する。
電解液との界面に生成する電気二重層に電荷を蓄積する
素子である。構造の一例を、図１を参照して説明する。
【０００３】活性炭等の炭素性素材からなる分極性電極
１，２が、セパレータ３を介して対向配置される。この
セパレータ３および分極性電極１，２は、１対の金属ケ
ース部材４，５により挾持された状態で、これら金属ケ
ース部材４，５内に収納されている。金属ケース部材
４，５は、耐腐食性に優れたステンレス鋼等よりなり、
それぞれ、分極性電極１，２に電気的に接続されてお
り、集電極として機能するものである。金属ケース部材
４，５間は、絶縁性のガスケット６により電気的に絶縁
されている。同時に、このガスケット６により、金属ケ
ース部材４，５で構成されるケース内が密封されてい
る。なお、分極性電極１，２とケース部材４，５とは、
それぞれ、カーボンペースト層７により接着されてい
る。
１，２が、セパレータ３を介して対向配置される。この
セパレータ３および分極性電極１，２は、１対の金属ケ
ース部材４，５により挾持された状態で、これら金属ケ
ース部材４，５内に収納されている。金属ケース部材
４，５は、耐腐食性に優れたステンレス鋼等よりなり、
それぞれ、分極性電極１，２に電気的に接続されてお
り、集電極として機能するものである。金属ケース部材
４，５間は、絶縁性のガスケット６により電気的に絶縁
されている。同時に、このガスケット６により、金属ケ
ース部材４，５で構成されるケース内が密封されてい
る。なお、分極性電極１，２とケース部材４，５とは、
それぞれ、カーボンペースト層７により接着されてい
る。
【０００４】このような電気二重層コンデンサは、機器
のメモリ・バックアップ回路等で用いられる。メモリ・
バックアップ回路中で必要とされる耐電圧は、電気二重
層コンデンサ素子の耐電圧よりも高いのが普通である。
そのため、電気二重層コンデンサ素子を、複数個積層
し、直列接続してなる複合素子の形態で用いられること
が多い。しかしながら、積層により体積が増加し、かつ
直列接続により静電容量が低下するという問題があっ
た。よって、積層数は少ないほうが望ましく、積層数を
少なくするには、１個の電気二重層コンデンサ素子の耐
電圧を高めることが必要となる。
のメモリ・バックアップ回路等で用いられる。メモリ・
バックアップ回路中で必要とされる耐電圧は、電気二重
層コンデンサ素子の耐電圧よりも高いのが普通である。
そのため、電気二重層コンデンサ素子を、複数個積層
し、直列接続してなる複合素子の形態で用いられること
が多い。しかしながら、積層により体積が増加し、かつ
直列接続により静電容量が低下するという問題があっ
た。よって、積層数は少ないほうが望ましく、積層数を
少なくするには、１個の電気二重層コンデンサ素子の耐
電圧を高めることが必要となる。
【０００５】電気二重層コンデンサに用いられる電解液
は、水溶液系と非水溶液系とに大別され、耐電圧が高い
のは非水溶液系である。非水系電解液とは、アルカリ金
属もしくは４級アンモニウムの過塩素酸塩、４弗化硼酸
塩、６弗化リン酸塩などの電解質を、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミドま
たはアセトニトリルなどの有機溶媒に溶解したものであ
り、有機溶媒の分解電圧が水の分解電圧より高いため、
水系電解液よりも非水系電解液の耐電圧の方が高くな
る。このため、比較的高い耐電圧が要求される電気二重
層コンデンサには、一般に、非水系有機電解液が使用さ
れていた。
は、水溶液系と非水溶液系とに大別され、耐電圧が高い
のは非水溶液系である。非水系電解液とは、アルカリ金
属もしくは４級アンモニウムの過塩素酸塩、４弗化硼酸
塩、６弗化リン酸塩などの電解質を、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミドま
たはアセトニトリルなどの有機溶媒に溶解したものであ
り、有機溶媒の分解電圧が水の分解電圧より高いため、
水系電解液よりも非水系電解液の耐電圧の方が高くな
る。このため、比較的高い耐電圧が要求される電気二重
層コンデンサには、一般に、非水系有機電解液が使用さ
れていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】有機溶媒は、水に比べ
ると極性が低いので、有機溶媒への電解質の溶解度は低
い。このため、非水系有機電解液では、有機溶媒自体の
凝固点は低いにもかかわらず、低温では電解質が析出
し、電気二重層コンデンサの内部抵抗が著しく増大した
り、静電容量が減少したりすることがあった。
ると極性が低いので、有機溶媒への電解質の溶解度は低
い。このため、非水系有機電解液では、有機溶媒自体の
凝固点は低いにもかかわらず、低温では電解質が析出
し、電気二重層コンデンサの内部抵抗が著しく増大した
り、静電容量が減少したりすることがあった。
【０００７】それゆえに、この発明の目的は、耐電圧が
高く、かつ低温特性も優れた、電気二重層コンデンサを
提供しようとすることである。
高く、かつ低温特性も優れた、電気二重層コンデンサを
提供しようとすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、セパレータ
と、セパレータを介して対向する１対の分極性電極と、
セパレータおよび分極性電極を挾持するように配置され
る１対の集電極と、１対の集電極間に配置される電解液
とを備える、電気二重層コンデンサに向けられるもので
あって、上述した技術的課題を解決するため、電解液と
して溶融塩を用いることを特徴としている。
と、セパレータを介して対向する１対の分極性電極と、
セパレータおよび分極性電極を挾持するように配置され
る１対の集電極と、１対の集電極間に配置される電解液
とを備える、電気二重層コンデンサに向けられるもので
あって、上述した技術的課題を解決するため、電解液と
して溶融塩を用いることを特徴としている。
【０００９】このように、電解液として用いられる溶融
塩は、電解質自体で液体状態となるものである。しかし
ながら、溶融塩の作動温度は、一般に、５００〜１００
０℃と高温であるため、これまで、電気二重層コンデン
サへの適用は検討されたことがなかった。
塩は、電解質自体で液体状態となるものである。しかし
ながら、溶融塩の作動温度は、一般に、５００〜１００
０℃と高温であるため、これまで、電気二重層コンデン
サへの適用は検討されたことがなかった。
【００１０】ところが、５００℃以下の比較的低温で溶
融して液体状態となる塩類もあり、その中には、たとえ
ばＡｌＣｌ3 のように、他の無機塩（たとえば、ＮａＣ
ｌ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ）と混合して多成分系にすること
によって溶融温度が５０〜１００℃にまで低下するもの
があることが知られている。そこで、本件発明者は、こ
のような多成分系についてさらに検討した結果、無機塩
と有機塩との混合系にすることにより、その溶融温度が
常温ないし−５０℃にまで低下することを見出した。
融して液体状態となる塩類もあり、その中には、たとえ
ばＡｌＣｌ3 のように、他の無機塩（たとえば、ＮａＣ
ｌ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ）と混合して多成分系にすること
によって溶融温度が５０〜１００℃にまで低下するもの
があることが知られている。そこで、本件発明者は、こ
のような多成分系についてさらに検討した結果、無機塩
と有機塩との混合系にすることにより、その溶融温度が
常温ないし−５０℃にまで低下することを見出した。
【００１１】それゆえに、溶融塩としては、好ましく
は、無機塩と有機塩との混合塩が用いられる。ここで、
無機塩として、ＡｌＣｌ3 、ＴｉＣｌ3 、ＴｉＣｌ4 、
およびＢｅＣｌ2 からなる群から選ばれた塩化物が有利
に用いられる。また、有機塩として、
は、無機塩と有機塩との混合塩が用いられる。ここで、
無機塩として、ＡｌＣｌ3 、ＴｉＣｌ3 、ＴｉＣｌ4 、
およびＢｅＣｌ2 からなる群から選ばれた塩化物が有利
に用いられる。また、有機塩として、
【００１２】
【化２】
【００１３】の骨格を有する塩化物または臭化物が有利
に用いられる。
に用いられる。
【００１４】
【作用】この発明において電解液として用いられる溶融
塩は、溶媒なしで液体状態となるので、電解質が析出す
る不都合は回避される。
塩は、溶媒なしで液体状態となるので、電解質が析出す
る不都合は回避される。
【００１５】
【発明の効果】したがって、この発明によれば、電解液
に水を使用しないため、耐電圧が高くなるとともに、低
温において電解質が析出することがないので、低温特性
に優れた電気二重層コンデンサを得ることができる。
に水を使用しないため、耐電圧が高くなるとともに、低
温において電解質が析出することがないので、低温特性
に優れた電気二重層コンデンサを得ることができる。
【００１６】なお、電解液となる溶融塩として、無機塩
と有機塩との混合塩を用いれば、その溶融温度を常温な
いし−５０℃にまで低下させることができるので、特に
低温での使用に適した電気二重層コンデンサを得ること
ができる。
と有機塩との混合塩を用いれば、その溶融温度を常温な
いし−５０℃にまで低下させることができるので、特に
低温での使用に適した電気二重層コンデンサを得ること
ができる。
【００１７】
【実施例】以下に、実施例に従って、この発明の詳細な
説明を行なう。
説明を行なう。
【００１８】図１に示した構造を有する電気二重層コン
デンサを用い、この発明を実施し、従来例との比較を行
なった。
デンサを用い、この発明を実施し、従来例との比較を行
なった。
【００１９】具体的には、それぞれ、負極および正極側
集電極となる金属ケース部材４，５をステンレス鋼で構
成し、分極性電極１，２は、活性炭を粉砕し、バインダ
を加えてロール成形したものにより構成した。分極性電
極１，２とケース部材４，５とは、それぞれ、カーボン
ペースト層７により接着した。
集電極となる金属ケース部材４，５をステンレス鋼で構
成し、分極性電極１，２は、活性炭を粉砕し、バインダ
を加えてロール成形したものにより構成した。分極性電
極１，２とケース部材４，５とは、それぞれ、カーボン
ペースト層７により接着した。
【００２０】表１に示すような種々の電解液を用いた。
これら電解液の各々を、分極性電極１，２およびセパレ
ータ３に含浸させた電気二重層コンデンサを作製し、そ
れぞれを従来例ならびに実施例１〜５とした。従来例で
は、テトラエチルアンモニウム４弗化硼酸のプロピレン
カーボネート溶液（濃度１モル／リットル）を用いた。
これら電解液の各々を、分極性電極１，２およびセパレ
ータ３に含浸させた電気二重層コンデンサを作製し、そ
れぞれを従来例ならびに実施例１〜５とした。従来例で
は、テトラエチルアンモニウム４弗化硼酸のプロピレン
カーボネート溶液（濃度１モル／リットル）を用いた。
【００２１】
【表１】
【００２２】このようにして得られた従来例ならびに実
施例１〜５の電気二重層コンデンサに対して、７０℃、
２０℃、−２５℃、−５０℃の各温度における内部抵抗
（ＥＳＲ）および静電容量を測定し、その測定値を表１
に示した。ここで、ＥＳＲは１ｋＨｚでの測定値、静電
容量は、２．５Ｖで充電した後、２ｍＡ定電流放電を行
なったときの測定値である。
施例１〜５の電気二重層コンデンサに対して、７０℃、
２０℃、−２５℃、−５０℃の各温度における内部抵抗
（ＥＳＲ）および静電容量を測定し、その測定値を表１
に示した。ここで、ＥＳＲは１ｋＨｚでの測定値、静電
容量は、２．５Ｖで充電した後、２ｍＡ定電流放電を行
なったときの測定値である。
【００２３】表１より、実施例１〜５は、従来例に比べ
て、低温（−２５℃、−５０℃）での特性が優れている
ことがわかる。特に、従来例では、−５０℃での測定が
不可能になるが、実施例では、−５０℃と−２５℃との
各特性がほぼ同じであり、このことから、実施例の低温
特性が優れていることは明らかである。これは、実施例
１〜５で用いた電解液では、低温での電解質析出がない
ことに起因すると考えられる。
て、低温（−２５℃、−５０℃）での特性が優れている
ことがわかる。特に、従来例では、−５０℃での測定が
不可能になるが、実施例では、−５０℃と−２５℃との
各特性がほぼ同じであり、このことから、実施例の低温
特性が優れていることは明らかである。これは、実施例
１〜５で用いた電解液では、低温での電解質析出がない
ことに起因すると考えられる。
【００２４】なお、上述した実施例では、電解液に含ま
れる無機塩として、ＡｌＣｌ3 を用いたが、ＡｌＣｌ3
に代えて、ＴｉＣｌ3、ＴｉＣｌ4 、ＢｅＣｌ2 のよう
な無機系塩化物を用いても、同様の効果が得られた。
れる無機塩として、ＡｌＣｌ3 を用いたが、ＡｌＣｌ3
に代えて、ＴｉＣｌ3、ＴｉＣｌ4 、ＢｅＣｌ2 のよう
な無機系塩化物を用いても、同様の効果が得られた。
【図１】電気二重層コンデンサの構造を説明するための
断面図である。
断面図である。
１，２ 分極性電極 ３ セパレータ ４，５ 金属ケース部材（集電極） ６ ガスケット ７ カーボンペースト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日口 真人 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 セパレータと、前記セパレータを介して
対向する１対の分極性電極と、前記セパレータおよび分
極性電極を挾持するように配置される１対の集電極と、
前記１対の集電極間に配置される電解液とを備える、電
気二重層コンデンサにおいて、 前記電解液として溶融塩を用いることを特徴とする、電
気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 前記溶融塩は、無機塩と有機塩との混合
塩である、請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】 前記無機塩は、ＡｌＣｌ3 、ＴｉＣ
ｌ3 、ＴｉＣｌ4 、およびＢｅＣｌ2 からなる群から選
ばれた塩化物である、請求項２に記載の電気二重層コン
デンサ。 - 【請求項４】 前記有機塩は、 【化１】 の骨格を有する塩化物または臭化物である、請求項２ま
たは３に記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236277A JPH0574656A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3236277A JPH0574656A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574656A true JPH0574656A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16998406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3236277A Pending JPH0574656A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574656A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5827602A (en) * | 1995-06-30 | 1998-10-27 | Covalent Associates Incorporated | Hydrophobic ionic liquids |
| JP2002110472A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電気二重層キャパシタ |
| JPWO2004019356A1 (ja) * | 2002-08-23 | 2005-12-15 | 日清紡績株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
| WO2011014971A3 (en) * | 2009-08-07 | 2011-07-14 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Fuel cell/ supercapacitor/ battery power system for vehicular propulsion |
| US20160268632A1 (en) * | 2013-11-06 | 2016-09-15 | Research Foundation Of The City University Of New York | Ionic liquid comprising alkaline earth metal |
| CN115692037A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-02-03 | 清华大学 | 超级电容器及其制备方法 |
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1991
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