双电层电容器制造技术

本发明专利技术涉及一种通过将间苯二酚类与醛化合物的环状聚合物碳化而得到的活性炭以及具有含该活性炭的电极的双电层电容器。

【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。
技术介绍
目前，在深夜电力储存、停电对策用辅助电源等领域中，要求能 够储存大量电能的电能储存装置，在电动汽车、混合动力汽车等充电 式运输车辆领域，笔记本电脑、手机、便携声频设备等便携式电子末 端领域中，为了小体积且长时间工作，要求每单位体积储存的电能大 的电能储存装置。双电层电容器作为储存电能的装置而被期待，其包括电极、隔板 和电解液，由于溶解于电解液的电解质吸附到电极上，故在电解质与 电极间形成的界面(双电层)上储存电能。储存的能量由(1/2) ，C V、其 中，C表示静电容量(F)， V表示电位)表示，为了储存大量电能，必须 增大电能储存装置的静电容量，为了小型化且储存大量电能，要求提 高单位体积的静电容量。活性炭作为双电层电容器的电极是通用的，具体地，可以使用通 过将棕榈壳等原料碳化和活化而得到的具有微孔(孔隙直径20A以下) 主体的孔隙的活性炭。近年来，己知在碱性催化剂的存在下将间苯二酚与甲醛聚合而得 到均匀地具有中孔(孔隙直径20A以上)的有机气凝胶，然后进行碳 化和活化而得到的中孔主体的活性炭，公开了该活性炭可以作为双电 层电容器电极使用(美国专利第4873218号公报)。但是，其静电容 量不充分。另夕卜，在Chemistry Express, Vol. 5， No.8,pp.606-608 (1990)中报道了作为间苯二酚与醛化合物的聚合物之一种的环状四聚物可以碳化 (村田和久、增田隆志、上田寿)，但是所述碳化物的静电容量也不 充分。本专利技术人为了找到能够赋予双电层电容器大的静电容量的活性炭 而进行了研究，发现一种双电层电容器，其电极中含有通过将间苯二 酚类与醛化合物的环状聚合物进行碳化而得到的活性炭，其显示了充 分的静电容量。本专利技术的目的是提供一种活性炭，其能够提供适于静电容量提高 的双电层电容器的电极。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供适用于静电容量提高了的双电层电容器的电极。艮口，本专利技术提供以下[1]至[20]。.-一种活性炭，通过将式(1)表示的化合物碳化和活化而得到，式中，R表示碳原子数为1至12的烃基，该烃基可以由羟基、烷 基、烷氧基、芳基、芳氧基、磺酰基、卤素原子、硝基、烷硫基、氰基、 羧基、氨基或酰胺基取代，R'表示氢原子或甲基，n表示4、 6或8。 [2].根据[1]所述的活性炭，其中化合物的R'为氢原子。 [3].根据[1]或[2]所述的活性炭，其中总孔隙容积小于0.95ml/g。 [4].根据[1]至[3]任一项所述的活性炭，其中碱金属成分及碱土金属成分的含量为100ppm以下。.—种活性炭的制造方法，其中将[l]所述的式(1)表示的化合 物碳化和活化。.根据[5]所述的制造方法，其中在氧化性气体存在下，在200 至150(TC进行煅烧。.根据[5]或[6]所述的制造方法，其中在对碳为惰性的气体气氛 下，在200至150(TC进行煅烧，然后在氧化性气体存在下，在200至 150(TC进行煅烧。.根据[5]至[7]任一项所述的制造方法，其中在氧化性气体存在 下在40(TC以下进行煅烧，然后在对碳为惰性的气体气氛下，在1500 。C以下进行煅烧，然后在H20或C02存在下，在200至150(TC进行煅烧。.一种电极，其含有[1]至[4]任一项所述的活性炭。 [10].根据[9]所述的电极，其中化合物的R'为氢原子。 [11].根据[9]或[10]所述的电极，其中总孔隙容积小于0.95ml/g。 [12].根据[9]至[11]任一项所述的电极，其中碱金属成分及碱土金属成分的含量为100ppm以下。. —种双电层电容器，其具有[9]至[12]任一项所述的电极。 [14].根据[13]所述的双电层电容器，其还具有隔板和电解液。 [15].根据[14]所述的双电层电容器，其中，隔板为选自由抄纸、电解纸、牛皮纸、马尼拉纸、混抄纸、聚乙烯无纺布、聚丙烯无纺布、聚酯无纺布、马尼拉麻片材和玻璃纤维片材组成的组中的至少一种的隔板。.根据[14]或[15]所述的双电层电容器，其中电解液为硫酸水溶液。.根据[14]至[16]任一项所述的双电层电容器，其中电解液含有 有机季阳离子、无机阴离子和有机极性溶剂。. —种双电层电容器，包括电极和电解液，所述电极含有碱金 属成分及碱土金属成分的含量为100ppm以下、总孔隙容积小于 0.95ml/g的活性炭，所述电解液含有有机季阳离子、无机阴离子和有机极性溶剂，其中，每单位体积的活性炭的静电容量为15F/ml以上。.根据[18]所述的双电层电容器，其中每单位重量的活性炭的静电容量为18F/g以上。.根据[18]或[19]所述的双电层电容器，其中每单位重量的活性炭的静电容量为19F/g以上。附图说明图1是硬币型双电层的一例(示意图)图2是巻绕型双电层的一例(示意图)图3是层压型双电层的一例(示意图)图4是与图3不同的层压型双电层的一例(示意图)图5是本专利技术的实施例及比较例中使用的层压型双电层的一例(示意图)11:金属容器12:集电器13:电极14:隔板15:金属盖16:垫片21:金属容器22:集电器23:电极24:隔板25:电极封口板26:导线31:金属容器32:集电器33:电极34:隔板35:导线36:端子37:安全阀41:加压板及端子42:集电器43:电极44:隔板46:垫片51:加压板52:集电器53:电极54:隔板55:绝缘材料具体实施例方式以下，详细说明本专利技术。本专利技术中使用的活性炭，是通过将式(1)表示的化合物进行碳化 或者进行碳化和活化而得到的活性炭。式(1)中，R表示碳原子数为1至12的烃基，该烃基可以由羟 基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、磺酰基、卤素原子、硝基、烷硫 基、氰基、羧基、氨基或酰胺基取代。作为碳原子数为1至12的烃基，可以列举例如甲基、乙基、丁 基等烷基；环己基等环烷基；苯基、萘基等芳香族基团等。另外，作 为结合了所述取代基的烃基，可以列举例如2-甲苯基、3-甲苯基、4-甲苯基等由烷基取代的芳香族基团；2-羟基苄基、3-羟基苄基、4-羟基 苄基等由羟基取代的芳香族基团等。其中，从碳化收率的观点考虑，优选可以由所述基团取代的芳香族基团，更优选可以由羟基、烷基取 代的芳香族基团。式(1)中的R'表示氢原子或甲基，从制造容易的观点考虑，优选氢原子。式(1)中的n为4、 6或8，从制造容易的观点考虑，优选n为4。R'与结合在式(1)的苯环上的羟基通常一起结合在-CH(R)-的邻位和对位上。化合物(1)具有立体异构体，可以是仅任何一个的立体异构体也 可以是立体异构体的混合物。如后述使用酸催化剂制造化合物(1)时， 通常得到立体异构体的混合物。作为化合物(1)的具体例子，可以列举以下化合物等。在此，R 列举了右边所示的基团。化合物(1 )的制造方法可以列举例如如P.Timmerman等， Tetrahedron, 52， (1996) p2663-2704中所述，在水性溶剂存在下，使用 酸催化剂将可以具有甲基的间苯二酚(以下，有时称为间苯二酚类) 与醛进行脱水縮聚的方法等。作为化合物(1)的制造中使用的间苯二酚类，可以列举例如间 苯二酚、2-甲基间苯二酚、5-甲基间苯二酚等，从容易得到的观点考虑， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性炭，通过将式（１）表示的化合物碳化和活化而得到，　　　　＊＊＊　　　　式中，Ｒ表示碳原子数为１至１２的烃基，该烃基可以由羟基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、磺酰基、卤素原子、硝基、烷硫基、氰基、羧基、氨基或酰胺基取代，Ｒ’表示氢原子或甲基，ｎ表示４、６或８。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-5-27 155167/2005;JP 2005-7-1 194143/2005;J1.一种活性炭，通过将式(1)表示的化合物碳化和活化而得到，id=icf0001 file=S2006800181759C00011.gif wi=62 he=30 top=5 left = 5 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=no/>式中，R表示碳原子数为1至12的烃基，该烃基可以由羟基、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、磺酰基、卤素原子、硝基、烷硫基、氰基、羧基、氨基或酰胺基取代，R’表示氢原子或甲基，n表示4、6或8。2. 根据权利要求1所述的活性炭，其中化合物的R'为氢原子。3. 根据权利要求1或2所述的活性炭，其中总孔隙容积小于 0.95ml/g。4. 根据权利要求1至3任一项所述的活性炭，其中碱金属成分及 碱土金属成分的含量为100ppm以下。5. —种活性炭制造方法，其中将权利要求1中所述的式(1)表 示的化合物碳化和活化。6. 根据权利要求5所述的制造方法，其中在氧化性气体存在下， 在200至150(TC进行煅烧。7. 根据权利要求5或6所述的制造方法，其中在对碳为惰性的气 体气氛下，在200至150(TC进行煅烧，然后在氧化性气体存在下，在 200至150(TC进行煅烧。8. 根据权利要求5至7任一项所述的制造方法，其中在氧化性气 体存在下在400'C以下进行煅烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池武利，板桥太门，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]