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JPS6043809A - 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
JPS6043809A
JPS6043809A JP58150929A JP15092983A JPS6043809A JP S6043809 A JPS6043809 A JP S6043809A JP 58150929 A JP58150929 A JP 58150929A JP 15092983 A JP15092983 A JP 15092983A JP S6043809 A JPS6043809 A JP S6043809A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
activated carbon
double layer
electric double
layer capacitor
cloth
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
Application number
JP58150929A
Other languages
English (en)
Inventor
昭彦 吉田
敦 西野
棚橋 一郎
康弘 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58150929A priority Critical patent/JPS6043809A/ja
Priority to EP84305362A priority patent/EP0134706B1/en
Priority to DE8484305362T priority patent/DE3484812D1/de
Priority to US06/638,656 priority patent/US4597028A/en
Publication of JPS6043809A publication Critical patent/JPS6043809A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は活性炭、特に活性炭F&維を分極性電極として
用いる電気二重層キャパシタに関するものである。
(従来例の構成とその問題点) 第1図は活性炭を分極性電極として用いる電気二重層キ
ャパシタの基本構成を示すもので、分極性電極として機
能する活性炭層1及び2と、これらの集電電極として機
能する導電層3及び4とセ・ぐレータ5とから成る。活
性炭層1及び2には例えばプロピレンカーボネート、テ
トラエチルアンモニウムバークロレートの混合液が電解
液として含浸されている。
このような基本構成を有する電気二重層キャ・ぐシタは
、大別すると次の3種類の具体的構成に分類される。第
1のものは第2図に示すもので、活性炭粉末と弗素樹脂
粉末のような不機バインダとノ混合ベースト10をアル
ミニラムネ7 +−11上に塗布したものであシ、セパ
レータ12と共に捲回したものを金属缶13に入れ、ゴ
ム栓14で密封したものである。捲回したものには前記
のような電解液が含浸されておシ、15及び16は電極
である。第2のものは舘3図に示すもので、水溶液系電
解液と活性炭粉末とを混ぜ合わせて得られた粘ちょう性
のペースト20及び21を用いるものであり、セパレー
ク22を介して絶縁性リング23及び24と導電性エラ
スティック電極25及び26とから構成される。これら
第1.第2の型のものは、いずれも活性炭粉末を分極性
電極として用いており、それぞれ耐圧が高いこと、内部
抵抗が低いことなどの特徴を有している。一方これらに
対し、第3の型のものとして本発明者等の発明(%開昭
55−99714)による活性炭繊維を分極電極として
用いる構成のものがある。
第4図はこの第3の型のキヤ・やシタを示すもので、活
性炭布30及び31の表面に金属λ溶射膜32及び33
を有したものをセパレータ34を介して対向させ、ガス
ケット35と金属ケース36及び37とで封口組立てた
・ものである。これは、平板コイン型が可能であり、製
造法が容易々ことから、マイコンのバックアップ用小型
回路に適したものである。
以上述べた電気二重層キヤ・やシタのうち、粉末活性炭
を分極性電極として用いる構成のものは、予め得られた
活性炭化した粉末を用いるわけであり、粉末の重量管理
により所望のキヤ・ぐシタ髄性、例えば、容量、内部抵
抗を有する素子を得ることができる。ところが、前記第
3の型のもので活性炭繊維を分極性電極とし、て用いる
場合、単位面積当た9の活性炭繊維布悴で所望容量の管
理をすることになり、賦活前の単位面積当たりの原反用
だ、賦活による原反の減量、賦活条件などが特性を支配
する重要な因子となる。
第5図は、活性炭粉末を用いる前記第1の型の電気二重
層キャパシタにおいて、単セル当たりに使用する活性炭
重量と静電容量との関係を示す図であり、電気二重層キ
ャパシタの充電容量は分極性電極として使用する活性炭
粉末の重]に比例する。このことから考えると、第3の
型の活性炭繊維を分極性電極として用いる電気二重層キ
ヤ・ぐシタでは、賦活前の原反の単位面積当たりの重量
と賦活による重量減との関係を明かにすることにょジ、
優れた電気二重層キヤ・ぐシタ特性を得ることができる
(発明の目的) 本発明は、上記のうち活性炭繊維を分極性電極として用
いる電気二重層キャパシタにおいて、原反の目付量と賦
活後の活4性炭の目付量、単位面積当たpの容量の関係
を明かにし、原反の利用効率をより有効にするとともに
所望の特性の電気二重層ギ、ヤ・ぐシタを提供するもの
である。
(発明の構成) 本発明は目付量が20gr/Im2〜1ooogr//
rrI2の例えば、フェノール系ノボラック繊維からな
る織布または不織布を炭化賦活して得られた活性炭繊維
布を分極性電極として用い、捷たは、目標容量をAファ
ラッド/(m2の活性炭布)とする時0002Ag r
/m2〜0.2 Ag r/m 2の織布または不織布
を炭化賦活して得られた活性炭繊維布を分極性電極とし
て用いることにより、所定のセル容積において所望の二
重層キヤ・ぐシタ容量を得ることを可能とし、活性炭布
の有効利用、カイノール原反布の最適賦活が達成される
ようにしたものである。
(実施例の説明) 具体内々実施例を述べる前に、織布、4原反布の賦活に
よる重量減、収縮と、出来た活性炭布を用いた時の電気
二重層キャノFシタの特性との相関について述べる。
第6図は原反から炭化賦活をする時の工程図を示し、4
0は原反、41は炭素If&維布、42は活性炭繊維布
、(A)は炭化賦活工程、(B)は炭化工程、(C)は
賦活工程を示す。
織布、不織布、原反布は、高温下で賦活ガス中に保つと
、上記のプロセスに従って炭化賦活されるが、この中、
炭化工程(B)とは原反40中の揮発成分が気化し布の
分解炭化が起きる工程てあり、賦活工程(C)とは炭化
繊維布410表面に(1)式に示す反応により細孔が生
成し、比表面積が増加する工程である。
cn−1−202→C,、十CO↑・・・・・・(1)
炭化賦活工程(A)とは、これらの2つの工程(B)及
び(C)が一度に連続して進む工程である。いずれの工
程も原反からの重量減、面預減が起とり、それぞれ炭化
賦活の進行度合の指標と力る。炭化賦活の進行度合は、
これを電極として用いる電気二重層キヤ・ぐシタの特性
と深くかかわる。
第7図は炭化賦活時の重量減、面績減と、キャパシタ容
量との関係を示す図であり、図に示されたように、(a
)に示す原反からの重量減60係〜90q/)、(b)
に示す原反からの面積減30係〜70係の時、最大容量
値(単位面積布あたり)が得られることが判明した。な
お、図において縦軸は単位面積あた!SlSl最大容量
た時の容量値を100とした時の容量比率(チ)である
第8図は原反目付と、これを炭化賦活して得られた活性
炭布を用いたキヤ・ぐシタの容量との関係を示すもので
、縦軸は第7図で100係容量比ピークを示す重量減値
及び面積域値を示し、原反の目イー」を広い範囲で変え
てもこの傾向は同じである。
第9図は炭化賦活時の重量減とこれを電極に用いた電気
二重層キヤ・ぐシタの25℃及び−20℃における容量
をそれぞれ示すものである。
この特性は賦活による重量減が増すにしたがって25℃
における容量は徐々に増加し、60%付近でピークを有
する。一方−20℃における容量は重量減が70係伺近
で急激に増大し、以後は25℃のカーブに近接して変化
する。この図は10謹φの電極を2枚用いた時の値であ
る。
第10図は、原反目イづと、これから得られた活性炭布
を電極に用いたキヤ・ぐシタの容量との関係を示す図で
あり、上記第9図の場合と同様に容量は10mmφの電
極2枚を用いた場合のものである。
但し、図の容量値は10mA放電テストによるものであ
る。この図から原反目利500 gr/m2の時10能
φ電極2枚で1.3Fの容量値が得られることから・ (500)/(1,3/(2X 7.85 X 1O−
5) )= C0,06gr/m2)/(F/iTI”
 )となりIF7m2の容量を得るために0.06 g
r/m2の原反目付が最適となる。この例は放電電流が
。10mAであシ、この値より大きな電流、寸たけ小さ
な電流での放電を考えた時、IF7(m2の活性炭布)
を得るためにOOO2gr/Im2〜02gr/m2の
原反布目付が最適である。
なお本発明で用いる織布、不織布、原反布の目付は20
 g r/m 2〜1000 gr/m2が適当である
。この範囲より小さい月刊の布は、布目が極端において
し捷い布としての形状維持が困離にな9、一方上記範囲
より目付の大きな布は、紙上がりの厚さが15腿以上に
なるため、本発明の目的に適さない。
実施例−1 200gr/m2の目付のカイノール原反を燃焼排ガス
雰囲気下700℃ζ30分保ち炭化する。得られた炭素
繊維布に1%濃度のNaOH水溶液を担持し、室温で1
時間乾燥後、800℃の燃焼排ガス炉中て2時間賦活し
、賦活後水洗乾燥する。このようにして得られた活性炭
布は目付が100 gr/m2で、あり、重量減は約6
0%である。活性炭布表面に導電性カーボンペイントを
塗布し乾燥後、その活性炭布を直径10mmの円型に打
抜く。その円型活性炭布2枚に、プロピレンカーボネー
トに10M t % (D テ’)ラエチルアンモニウ
ム・クークロレートを加えた電解液を含浸し、ポリプロ
ピレン製セ・やレータ(直径12m、厚さ100μm)
と金属ケースとを用いて第4図のようにボタン型電気二
重層キヤ・ぐ7タを完成する。
第1表は、本実施例により得られた電気二重層キャノク
シタの特性を示すものであり、比較のだめに、賦活時の
重量減が10%の活性炭布を用いたキヤ・ぐシタと、同
じく95%減の活性炭布を用いたキ#パシタのそれぞれ
の特性を併記する。
第1表 本発明に用いる活性炭布は水溶液系の電解液とともに使
用することも可能であり、次に電解液として硫酸を用い
た場合を例にあげて説明する。
実施例−2 200gr/m2の目利のカイノール原反を燃焼排ガス
雰囲気下、700℃、30分保ち炭化する。
得られた炭素繊維布に1%濃度のNaOH水溶液を担持
し、室温で1時間乾燥後800℃の燃焼排ガス炉中で2
時間賦活し、賦活後水洗乾燥する。このようにして得ら
れた活性炭布は目付が100 gr/m2であり、重量
減は約60%である。活性炭布表面に導電性カーがン啄
インドを塗布し乾燥後、その活性炭布を直径10謳の円
型に打抜く。その円型活性炭布2枚に、10wtφの硫
酸水溶液より成る電解液を含浸し、ポリプロピレン製セ
2ぐレータ(直径12am、厚さ100μm)と耐食性
金属ケースとを用いて第4図のようにボタン型を気二重
層キャパシタを完成する。
第2表は、本実施例の結果得られノζ電気二重層キャパ
シタの特性を示すものであり、比較のために、賦活時の
重量減が10係の活性炭布を用いたキャパシタ及び95
%減の活性炭布を用いたキャパシタそれぞれの特性も併
記する。
第2表 (発明の効果) ゆ、上説明したように、本発明によれば、電気二重層キ
ャパシタの容量に対して最も体積効率の優れた、捷た原
反、織布、不織布の利用効率の優れたキヤ・ぐシタが得
られ、温度特性、内部抵抗などの緒特性の改善とともに
、カイノール原反から電極を形成するにあたり有効な条
件を提供するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は活性炭を分極性電極として用いる電気二重層キ
ャパシタの基本構成を示す図、第2図、第3図及び第4
図は従来の電気二重層キヤ・ぐシタの具体的構成例を示
す図、第5図は活性炭粉末を用いる電気二重層キャパシ
タにおいて単セル当たシに使用する活性炭M量と静電容
量との関係を示す図、第6図は原反から炭化賦活をする
時の工程図、第7図は炭化領活時の重量減、面積減とキ
ャパシタ容量、との関係を示す図、第8図(d原反目付
とこれを炭化賦活して得られた活性炭布を用いたキャパ
シタの容量との関係を示す図、第9図は炭化賦活時の重
量減とこれを電極に用いた電気二重層キャパシタの容量
の温度特性を示す図、第10図は原反目付と、これから
得られた活性炭布を電極に用いたキヤ・ぐシタの容量と
の関係を示す図である。 ■、2・・・活性炭層、3,4・・・導電層、5,1.
2゜22.34・・・セノぞレータ、10・・・混合−
g−スト、11・・・アルミニウムネット、13・・・
金属管、14・・−ゴム栓、15.16・・電極、20
 、21・・・粘ちょつ性の被−ス)、23.24・・
・絶縁性リング、2’5.’26・・・導電性エラステ
ィック電極、30゜31・・・活性炭布、32.33・
・・金属溶射膜、35 ・ガスケット、36.37・・
・金属ケース、40・・原反、41・・・炭素繊組、布
、42・・・活性炭繊維布。 特許出願人 松干電器産業株式会利 代理人 星q1f 恒 司゛ 第1図 第2図 !0 10 第3図 第5図 +c 次*yh** (mqr/イi口)第6図 第7図 第8図 旅皮司材(gr/m2)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 目付量が20 gr/m2〜i 000 gr
    /m2 の織布捷たは不織布を炭化賦活して得られた活
    性炭繊維布を分極性電極として用いたことを特徴とする
    電気二重層キャノクシタ。
  2. (2) 目標容量をAファラッド/(m2の活性炭布)
    とする時0.002 A gr/m2〜0.2 Agr
    /m2の織布才たは不織布を炭化賦活して得られた活性
    炭繊維布を分極性電極として用いたことを將微とする電
    気二重層キャノぐシタ。
  3. (3)織布寸たは不織布がフェノール系ノ?ラック繊維
    からなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項及び第(2)項記載の雨、気二重層キャパシタ
JP58150929A 1983-08-08 1983-08-20 電気二重層キャパシタ Pending JPS6043809A (ja)

Priority Applications (4)

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JP58150929A JPS6043809A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 電気二重層キャパシタ
EP84305362A EP0134706B1 (en) 1983-08-08 1984-08-07 Electric double layer capacitor and method for producing the same
DE8484305362T DE3484812D1 (de) 1983-08-08 1984-08-07 Elektrischer doppelschichtkondensator und verfahren zu seiner herstellung.
US06/638,656 US4597028A (en) 1983-08-08 1984-08-07 Electric double layer capacitor and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

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JP58150929A JPS6043809A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 電気二重層キャパシタ

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ID=15507491

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JP58150929A Pending JPS6043809A (ja) 1983-08-08 1983-08-20 電気二重層キャパシタ

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5418926A (en) * 1977-07-13 1979-02-13 Toyo Carbon Kk Production of carbon fiber from phenolic resin
JPS557583A (en) * 1978-07-03 1980-01-19 Nippon Kainoole Kk Manufacture of activated carbon fiber or activated carbon fiber structure

Patent Citations (2)

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