供能提高双电层电容器电极的速率特性、浮动特性的双电层电容器电极用活性炭及其制造方法。双电层电容器电极用活性炭的制造方法至少包括：粉碎工序，其将碳原料的平均粒径调整为1μm～15μm；混合工序，其将调整了平均粒径的上述碳原料与碱活化剂混合而得到混合物；以及活化处理工序，其在惰性气体气氛下加热上述混合物从而对其进行活化处理，上述活化处理工序包括在上述惰性气体中混入了水蒸气的气氛下进行活化处理的阶段。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
双电层电容器具有使作为正极和负极的包括活性炭的一对极化性电极隔着隔膜 相对的结构。各极化性电极浸渍于水溶性电解质溶液或非水溶剂电解质溶液，各极化性电 极分别与集电极接触。 作为极化性电极使用的活性炭的细孔孔径对双电层电容器的特性中的电阻、低温 特性或寿命等性能的提高的影响较大。作为活性炭的细孔，认为与2nm以下的微孔相比，大 于2nm且不到20nm的中孔起到重要的作用（例如非专利文献1、2)。关于活性炭的细孔孔 径、细孔容积，申请了较多的专利（例如专利文献1~7)。另外，认为双电层电容器的静电 容量与极化性电极的表面积大致成比例，通常使用具有大的比表面积的活性炭作为双电层 电容器用碳材料（专利文献1)。 活性炭通常是在800°C以下的温度下使碳质材料碳化后通过活化处理来制造。在 此，例如通过在水蒸气、二氧化碳等气氛中以600°C~1000°C进行加热的方法、将氯化锌、 氢氧化钾等混合后在惰性气氛下进行加热的方法等进行活化处理。在该活化过程中，在碳 化过程中产生的碳材料的表面生成适于吸附的多个细孔。并且，极化性电极通过在活性炭 中加入导电剂和结合剂并进行滚揉的方法或者在活性炭中混合未碳化树脂类后进行烧结 的方法等来制造。 现有抟术f献 专利f献 专利文献1 :特开2003 - 282369号说明书 专利文献2 :特许第4313547号说明书 专利文献3 :特开2007 - 281346号说明书 专利文献4 :特开2010 - 105836号说明书 专利文献5 :特开2011 - 020907号说明书 专利文献6 :特开2012 - 188309号说明书 专利文献7 :特开2011 - 46584号说明书 非专利f献 非专利文献 1 :岛本、山田、Panasonic Technical Journal Vol. 55No. 2p. 55(2009) 非专利文献 2 :松胁、JETI、Vol. 59Νο· 7p. 38(2011)
技术实现思路
专利技术要解决的问题 近年来，在双电层电容器用电极材料的用途中期望能提供速率（U -卜）特性、浮 动（7 口一卜）特性高的双电层电容器的活性炭。本专利技术的目的在于提供能提高双电层电 容器电极的速率特性或浮动特性的。 用于解决问题的方案 本专利技术的专利技术者进行各种研究，着眼于不仅通过比表面积的大小还通过液氮温度 下的氮气吸附测定和氮气脱附测定求出双电层电容器电极用活性炭的物性的氮气吸附等 温线和氮气脱附等温线。其结果是，发现如果氮气吸附量之比、由于氮气吸附等温线和氮气 脱附等温线的差而产生的滞后环的面积值、以及比表面积在规定的数值范围内，则作为双 电层电容器电极用的碳材料可得到优异的特性。另外，发现当这种碳材料在惰性气氛下进 行碱活化处理时能通过包括在惰性气体中混入水蒸气的气氛下进行活化处理的阶段来制 造，从而完成了本专利技术。 即，本专利技术的第一方式是双电层电容器电极用活性炭的制造方法，其至少包括：粉 碎工序，其通过粉碎碳原料而将该碳原料的平均粒径调整为1 μ m~15 μ m ;混合工序，其将 调整了平均粒径的上述碳原料与碱活化剂混合而得到混合物；以及活化处理工序，其通过 在惰性气体气氛下加热上述混合物来对其进行活化处理，上述活化处理工序包括在上述惰 性气体中混入了水蒸气的气氛下进行活化处理的阶段。 本专利技术的第二方式是双电层电容器电极用活性炭，在通过液氮温度下的氮气吸 附求出的氮气吸附等温线中，当将根据吸附平衡压（P)和饱和蒸气压（Pc)导出的相对压 力（p/p。）为〇· 01时的氮气吸附量设为Va(0. 01)，将p/p。为0· 273时的氮气吸附量设为 Va(0.273)，将p/p。为0.385时的氮气吸附量设为Va(0.385)时，下式（1)表示的吸附量 之比α是〇. 10彡α彡〇. 22,根据0. 273彡p/p。彡0. 900的氮气吸附等温线和氮气脱 附等温线所示的吸附量和脱附量的差求出的吸附脱附滞后环的面积β是I. 5cm3(STP : standard temperature and pressure)/g< β <5. Ocm3 (STP)/g，且基于 BET 法的比表面 积是 1500m2/g ~2300m2/g。 a = (Va (0. 385)-Va (0. 273))/(Va (0. 273)-Va (0. 01)) · · · (1) 专利技术效果 根据本专利技术，能得到具有卓越的氮气吸附脱附特性的活性炭，能提供速率特性或 浮动特性优异的双电层电容器电极。【附图说明】 图1是使用实施例1 一 1的活性炭制作的吸附等温线。 图2是使用实施例1 一 1~实施例3 - 1的活性炭制作的吸附等温线和脱附等温 线。 图3是使用比较例1 一 1~比较例4 一 1的活性炭制作的吸附等温线和脱附等温 线。 图4是使用比较例5 - 1~比较例8 - 1的活性炭制作的吸附等温线和脱附等温 线。 图5是使用比较例9 一 1~比较例10 - 1的活性炭制作的吸附等温线和脱附等 温线。 图6是说明叠层电池的结构的立体图。 图7是表示叠层电池的充放电关系的坐标图。【具体实施方式】 以下，说明本专利技术的实施方式的一个形态。但是本专利技术不限于以下说明的实施方 式。 首先，说明本专利技术的双电层电容器电极用活性炭的制造方法。本专利技术的双电层电 容器电极用活性炭的制造方法至少包括粉碎工序、混合工序以及活化处理工序。 粉碎工序是通过粉碎碳原料而将该碳原料的平均粒径调整为1 μ m~15 μ m的工 序。预先调整碳原料的平均粒径，由此能均匀地进行活化处理。当使碳原料的平均粒径不 到I ym时，会导致由粒子彼此的融合造成的粒径的增大，因此是不优选的。另外，当将平均 粒径设为大于15 μπι时，在电极片制造中无法得到厚度均匀的电极片，因此是不优选的。能 通过将碳原料的平均粒径调整为I ym~15 μπι来进行厚度为200 μπι以下的均勾的片的制 造。 能利用通常的方法进行平均粒径的调整，例如除了由喷磨机、球磨机、高压粉碎辊 进行的粉碎以外，还能利用盘磨机、珠磨机等方法进行平均粒径的调整。 混合工序是将调整了平均粒径的上述碳原料与碱活化剂混合而得到混合物的工 序。作为优选的碱活化剂可举出氢氧化钾、氢氧化钠等氢氧化物、碳酸钠、碳酸钾等碳酸盐 等。这些碱活化剂可以单独使用，也可以将2种以上混合后使用。其中优选氢氧化物，更优 选氢氧化钾和氢氧化钠。 碱活化剂在与碳材料混合时作为粉体加入。碳原料与碱活化剂的混合能利用通常 的方法进行，能应用球磨机、亨舍尔混合机等机械地进行混合的方法或使碱活化剂在溶融 状态下混合的方法。碳原料与碱活化剂的混合比例能设为碳原料与碱活化剂的质量比是 I. 0 :1. 7~I. 0 :5. 0,优选设为I. 0 :2. 0~I. 0 :4. 0。作为特别优选的方法，是将碱活化剂 调配到碳原料中，之后用锤磨机粉碎混合物并进行混合的方法。 活化处理工序是通过在惰性气体气氛下加热碳原料与碱活化剂的混合物来进行 活化处理的工序。上述活化处理工序包括在使水蒸气混入惰性气体的气氛下进行活化处理 的阶段。活化处理是在碳原料的表面生成适于吸附的多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双电层电容器电极用活性炭的制造方法，其特征在于，至少包括：粉碎工序，其通过粉碎碳原料而将该碳原料的平均粒径调整为1μm～15μm；混合工序，其将调整了平均粒径的上述碳原料与碱活化剂混合而得到混合物；以及活化处理工序，其通过在惰性气体气氛下加热上述混合物来对其进行活化处理，上述活化处理工序包括在上述惰性气体中混入了水蒸气的气氛下进行活化处理的阶段。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤井政喜，西田正利，猪饲庆三，
申请(专利权)人：吉坤日矿日石能源株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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