双电层电容器制造技术

一种双电层电容器，其包括电容器元件和电解液，所述电容器元件包括彼此相对设置的电极和夹在电极之间的隔板，所述电极包括一对可极化电极，其中，至少一个可极化电极的密度为０．４０～０．５９ｇ／ｃｍ↑［３］，并且电解液含有离子性液体。在这里，可极化电极优选是通过粘着剂粘接电极活性物质和导电材料而形成的复合粒子相互粘合而成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及双电层电容器。更具体地说，涉及作为电解液的离子性液体 的浸透性优异，生产率高，并且内部电阻小的双电层电容器。
技术介绍
双电层电容器，是能够以大电流快速充放电，充放电时的损失少，循环 寿命显著增长，并且适于节能化的设备。最近，大型制品的开发，期待其作 为电动汽车、混合汽车、燃料电池汽车的二次电源的应用。双电层电容器的电解液，作为其基本性能，除了高导电率、高分解电压 以及高双电层电容之外，还要求有宽的使用温度范围。过去以固体铵盐作为 溶质的电解液，具有在低温和高温区域中的充放电效率低，能量密度比二次 电池小等问题。对此，在使用离子性液体作为电解质时，由于安全性高，电 化学稳定，耐热性优异，双电层电容也大，因此可以期待驱动电压的提高。 然而，在含有离子性液体的电解液中，存在有电解液的粘度高，电解液难以 浸透电极这样的问题。为了改善电解液对电极的浸透性，已提出了使用包含对于电解液具有亲液性官能团的活性炭纤维的电极(参照日本专利申请公开2005 - 268316号公 报)
技术实现思路
然而，在这种方法中，对于粘度高的离子性液体，浸透性的改良效果不足。本专利技术的目的在于提供一种双电层电容器，使用对电解液即离子性液体 的浸透性高的电极，并且内部电阻低，能够以高生产率制造得到。本专利技术者对控制离子性液体浸透性的因素进行了积极研究，结果发现可 极化电极的密度对离子性液体的浸透性影响较大。而且，由于以往的可极化电极密度高，并且仅着眼于其表面上的亲液性的改善，因此，存在离子性液 体无法充分浸透至内部的情况，并且生产率低，结果所得的双电层电容器的 内部电阻变高。对此，发现在使用具有密度在规定范围内的可极化电极，并 且优选通过粘着剂粘接电极活性物质和导电材料而形成的复合粒子相互粘 合的可极化电极的双电层电容器时，可以解决上述问题，并且基于这些发现 而完成本专利技术。根据本专利技术，提供一种双电层电容器，其包括电容器元件和电解液，所 述电容器元件包括彼此相对设置的电极和夹在电极之间的隔板，所述电极包括一对可极化电极，其中，至少一个可极化电极的密度为0.40~0.59g/cm3， 并且电解液含有离子性液体。本专利技术中，所述可极化电极是组合使用体积平均粒径为2 ~ 6pm的小粒 径电极活性物质和体积平均粒径为8~20(am的大粒径电极活性物质而制造 的。另外，本专利技术中，可极化电极优选含有椰壳碳作为电极活性物质。另外，本专利技术中，所述可极化电极由复合粒子相互结合而形成，所述复 合粒子是通过粘着剂粘接电极活性物质和导电材料而形成。另外，本专利技术中，复合粒子优选是通过喷雾干燥造粒法而制造的物质， 所述喷雾干燥造粒法包括如下步骤制备含有电极活性物质、导电材料和粘 着剂的浆料A的步骤，以及喷雾干燥该浆料A的步骤。另外，本专利技术中，所述可极化电极是通过辊压成型所述复合粒子而制造的。另外，所述电极是所述可极化电极通过导电性粘着剂层与集电体层叠而 形成。附图说明图1是表示适合用于本专利技术的复合粒子一个例子的截面图。图2是适合用于本专利技术的电极的截面示意图。图3是表示本实施例中所用的喷雾干燥装置一个例子的示意图。具体实施例方式本专利技术的双电层电容器，其包括电容器元件和电解液，所述电容器元件包括彼此相对设置的电极和夹在电极之间的隔板，所述电极包括一对可极化电极，其中，至少一个可极化电极的密度为0.40~0.59g/cm3，并且电解液含 有离子性液体。。(电极活性物质)作为可极化电极的必要成分，包括电极活性物质和粘着剂。作为电极活 性物质，通常可以使用碳的同素异形体。电极活性物质，优选在相同重量下， 可以形成更大面积的界面，并且比表面积大的物质。具体来说，比表面积为 30m2/g以上，优选为500 ~ 5000m2/g，更优选为1000 ~ 3000m2/g。由于存在 所用的电极活性物质的比表面积越大，则所得可极化电极的密度越小的倾 向，因此可以通过适当选择电极活性物质，而得到具有期望密度的可极化电 极。作为碳的同素异形体的具体例子，可以列举活性炭、多并苯(求]J7^ 乂)、碳晶须以及石墨等，并且可以使用它们的粉末或纤维。优选的电极活 性物质是活性炭，具体可以列举以酚醛树脂、人造丝、丙烯腈树脂、沥青和 椰壳等作为原料的活性炭。此外，具有类似石墨的微晶碳，并且该微晶碳的层间距离被扩大的非多 孔性碳可以用作电极活性物质。这种非多孔性碳可以通过以下方法得到将 多层石墨结构的微晶生长的易石墨化碳在700 ~ 850°C下干馏，接着和苛性碱 一起在800 ~ 900°C下热处理，再根据需要通过加热的水蒸气除去残存的碱成 分。电极活性物质的体积平均粒径，通常为0.1 ~ 100pm，优选为1 ~ 50nm, 更优选为5-20pm。由于所用的电极活性物质的体积平均粒径越大，则可极 化电极的密度越低，因此可以通过适当选择电极活性物质，而得到具有期望 密度的可极化电极。这些电极活性物质，可以单独使用或者组合两种以上使用。当组合使用异形体，特别优选组合使用体积平均粒径为2 ~ 6pm的小粒径电极活性物质 和体积平均粒径为8 20jrni的大粒径电极活性物质。在组合使用小粒径电 极活性物质和大粒径电极活性物质时，可以通过其混合比调整所得的可极化 电极的密度。在组合使用小粒径电极活性物质和大粒径电极活性物质时的量 的比例，以重量比计，优选为90:10 ~ 10:90,更优选为20:80 ~ 80:20。此外， 当小粒径电极活性物质或大粒径电极活性物质的至少一种是以椰壳为原料的活性炭(椰壳碳)时，由于离子性液体的浸透性优异，因此特别优选。 (粘着剂)粘着剂只要是可以将电极活性物质相互粘接的化合物即可，没有特别限 制。适合使用的粘着剂是能够分散于溶剂中的分散型粘着剂。作为分散型粘 着剂，可以列举，例如氟类聚合物、二烯类聚合物、丙烯酸酯类聚合物、聚 酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯类聚合物等高分子化合物，更优选列举氟类聚合物、 二烯类聚合物以及丙烯酸酯类聚合物。这些粘着剂可以单独使用或组合两种 以上使用。氟类聚合物是包括含氟原子的单体单元的聚合物。氟类聚合物中含氟单 体单元的比例通常为50重量％以上。作为氟类聚合物的具体例子，可以列 举聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等氟树脂，优选是聚四氟乙烯。二烯类聚合物是含有源自丁二烯、异戊二烯等共轭二烯的单体单元的聚 合物及其加氩产物。二烯类聚合物中源自共轭二烯的单体单元的比例通常为40重量。/c以上，优选为50重量％以上，更优选为60重量％以上。具体来说， 可以列举聚丁二烯或聚异戊二烯等共轭二烯均聚物；可以用羧基改性的苯乙 烯-丁二烯共聚物(SBR)等芳香族乙烯基-共轭二烯共聚物；丙烯腈-丁二烯共 聚物(NBR)等氰化乙烯-共轭二烯共聚物；氢化SBR、氢化NBR等。丙烯酸酯类聚合物是含有源自丙烯酸酯和/或曱基丙烯酸酯的单体单元 的聚合物。丙烯酸酯类聚合物中源自丙烯酸酯和/或曱基丙烯酸酯的单体单元 的比例通常为40重量％以上，优选为50重量Q/q以上，更优选为60重量％以 上。作为丙烯酸酯类聚合物的具体例子，可以列举丙烯酸2-乙基己酯-甲基 丙烯酸-丙烯腈-乙二醇二曱基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸2-乙基己酯-曱基丙 烯酸-曱基丙烯腈-二乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电层电容器，其包括电容器元件和电解液，所述电容器元件包括彼此相对设置的电极和夹在电极之间的隔板，所述电极包括一对可极化电极，其中，至少一个可极化电极的密度为０．４０～０．５９ｇ／ｃｍ↑［３］，并且电解液含有离子性液体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-12-20 366840/20051、一种双电层电容器，其包括电容器元件和电解液，所述电容器元件包括彼此相对设置的电极和夹在电极之间的隔板，所述电极包括一对可极化电极，其中，至少一个可极化电极的密度为0.40～0.59g/cm3，并且电解液含有离子性液体。2、 权利要求1所述的双电层电容器，其中，所述可极化电极是组合使 用体积平均粒径为2~6|am的小粒径电极活性物质和体积平均粒径为8~ 20jim的大粒径电极活性物质而制造的。3、 权利要求1所述的双电层电容器，其中，所述可极化电极含有椰壳 碳作为电极活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木智一，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]