双电层电容器制造技术

本发明专利技术涉及双电层电容器，包括电极、电解液及隔板，所述电极含有活性炭，所述电解液含有电解质，所述电解质为咪唑鎓盐，所述活性炭为通过将有机气凝胶碳化而得到的活性炭，所述有机气凝胶通过在水性溶剂和碱性催化剂的存在下将分子内具有至少一个羟基的酚性化合物与醛化合物聚合而得到。

【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，在深液电力储存、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、混合动力汽车等的充 电式运输车辆领域、笔记本电脑、手机、便携声频设备等的便携式电 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。期望双电层电容器作为电能储存装置，其由电极、隔板和电解液 构成，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。活性碳作为双电层电容器的电极是通用的，具体地，可以列举 通过将棕榈壳等原料碳化和活化得到的微孔(孔隙直径20A以下)主体 的活性碳。美国专利第4873218号公报(表l)中公开了在间苯二酚(R) 与碱性催化剂(C)的摩尔比(R/C)为200至410倍、间苯二酚(R)与水性 溶齐lj(W)的重量比(R/W)为0.027 0.067倍条件下聚合得到的有机气凝 胶的活性碳，日本特表2002-511899号公报(权利要求1、实施例1~4) 中公开了在R/C为2000以上、R/W为0.39至0.56倍条件下聚合得到 的有机气凝胶的活性碳，但是，希望开发使用能够进一步提高每单位 体积的静电容量的活性碳的双电层电容器。另外，近年来，通过在碱性催化剂和水性溶剂的存在下将间苯二酚与甲醛聚合，得到均匀地具有中孔(孔隙直径20A以上)的有机气凝 胶，然后用有机溶剂洗涤，将水性溶剂置换为有机溶剂，然后干燥、 随后碳化而得到的中孔主体的活性碳是已知的，并公开了可以作为单 位重量的静电容量大的双电层电容器的电极使用(参照日本特开平 9-328308号公报()、日本特表2002-511899号公报(p35))。日本特开平9-328308号公报()中使用四乙基铵盐作为电解 质，日本特表2002-511899号公报中使用氢氧化钾作为电解质，但是当 使用氢氧化甲这样的水性电解液作为电解质时，存在耐电压(电位)低， 可以储存的能量变小的问题。本专利技术人们对日本特开平9-328308号公报()中记载的双电 层电容器进行了研究，发现每单位体积的静电容量不充分。本专利技术人们对于上述问题少的双电层电容器进行了研究，结果发 现，含有某种电解质的双电层电容器或含有某种活性碳的双电层电容 器每单位体积的静电容量提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供每单位体积的静电容量提高的双电层电容器。艮P，本专利技术提供以下[1]至[12]。一种双电层电容器，包括电极、电解液和隔板，所述电极含有活性碳，所述电解液含有电解质，其中 电解质为式(I)<formula>formula see original document page 6</formula>(式中，R和R，各自独立地表示碳数1至6的垸基，R^RS各自独 立地表示氢原子或碳数1至6的烷基，X表示抗衡离子)表示的咪唑镜盐，活性碳为通过将有机气凝胶碳化而得到的活性 碳，所述有机气凝胶通过在水性溶剂和碱性催化剂的存在下将分子内 具有至少一个羟基的酚性化合物与醛化合物聚合而得到。根据[1]所述的双电层电容器，其中电解质的抗衡离子为选自由 三氟乙酸根(CF3C(V)和四氟硼酸根(BF4-)组成的组中的至少一种离子。根据[1]或[2]所述的双电层电容器，其中酚性化合物为间苯二酚。根据[1]至[3]任一项所述的双电层电容器，其中活性碳是通过相 对于碱性催化剂1摩尔使用0.25至1000摩尔酚性化合物、相对于水性 溶剂1重量份使用0.5至5重量份酚性化合物而得到的活性碳。根据[1]至[4]任一项所述的双电层电容器，其中活性碳是在650 至85(TC下碳化而得到的活性碳。根据[1]至[5]任一项所述的双电层电容器，其中活性碳是孔隙容 积1.5cc/g以下的活性碳。—种孔隙容积1.5cc/g以下的活性碳，其是通过将在水性溶剂和 碱性催化剂存在下使分子内具有至少一个羟基的酚性化合物与醛化合 物聚合得到的有机气凝胶进行碳化而得到的。根据[7]的活性碳，其中酚性化合物为间苯二酚。[9]一种电极，其含有[7]或[8]所述的活性碳。—种双电层电容器，其含有[9]所述的电极、隔板和电解液。一种活性碳制造方法，通过将在水性溶剂和碱性催化剂存在下 使分子内具有至少一个羟基的酚性化合物与醛化合物聚合得到的有机 气凝胶进行碳化而制造活性碳，其中，相对于碱性催化剂1摩尔使用 0.25至1000摩尔酚性化合物、相对于水性溶剂1重量份使用0.5至5 重量份酚性化合物进行聚合。根据[11]所述的制造方法，其中在650至85(TC下进行碳化。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。本专利技术的双电层电容器，包括电极、电解液和隔板，所述电极含 有活性碳，所述电解液含有电解质。本专利技术中使用的电解质为由式(I)表示的咪唑镜盐。 R2 R3式中，R和R，各自独立地表示碳数约1至约6的烷基。作为碳数 约1至约6的烷基，可以列举例如甲基、乙基、正丙基、正丁基等。 其中，从具有增加每单位体积的静电容量的倾向这一点考虑，优选甲 基和乙基。另外，R^RS各自独立地表示氢原子或碳数约1至约6的烷基。碳 数约1至约6的烷基，可以列举与上述相同的那些。RLrS可以是相互 不同的基团。作为咪唑镜阳离子，可以列举例如1，3-二甲基咪唑锱、1-乙基-3-甲基咪唑锚、1，3-二乙基咪唑镜、1，2,3-三甲基咪唑镜、1，3，4-三甲基咪唑 镎、l-乙基-2，3-二甲基咪唑错、l-乙基-3,4-二甲基咪唑错、1-乙基-3，5-二甲基咪唑锱、2-乙基-l，3-二甲基咪唑锱、4-乙基-l，3-二甲基咪唑锱、 1，2-二乙基-3-甲基咪唑镜、1,4-二乙基-3-甲基咪唑锱、1,5-二乙基-3-甲 基咪唑镜、1，3-二乙基-2-甲基咪唑镜、1,3-二乙基-4-甲基咪唑镥、1，2，3-三乙基咪唑镎、1，3，4-三乙基咪唑错、1，2，3,4-四甲基咪唑镜、1-乙基-2，3，4-三甲基咪唑锱、l-乙基-2，3，5-三甲基咪唑锱、l-乙基-3，4，5-三甲基咪唑错、 2-乙基-l,3，4-三甲基咪唑镜、4-乙基-l，2,3-三甲基咪唑锱、1,2-二乙基-3，4-二甲基咪唑镜、1，3-二乙基-2，4-二甲基咪唑锱、1,4-二乙基-2，3-二甲基咪 唑锱、2,4-二乙基-l，3-二甲基咪唑锱、4，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电层电容器，包括电极、电解液和隔板，所述电极含有活性碳，所述电解液含有电解质，其中：　　　　电解质为式（Ⅰ）　　　　＊＊＊　　（Ⅰ）　　　　（式中，Ｒ和Ｒ’各自独立地表示碳数１至６的烷基，Ｒ↑［１］～Ｒ↑［３］各自独立地表示氢原子或碳数１至６的烷基，Ｘ↑［－］表示抗衡离子）　　　　表示的咪唑鎓盐，活性碳为通过将有机气凝胶碳化而得到的活性碳，所述有机气凝胶通过在水性溶剂和碱性催化剂的存在下将分子内具有至少一个羟基的酚性化合物与醛化合物聚合而得到。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-4-12 114258/2005;JP 2005-4-12 114259/20051.一种双电层电容器，包括电极、电解液和隔板，所述电极含有活性碳，所述电解液含有电解质，其中电解质为式(I)id=icf0001 file=S2006800116092C00011.gif wi=40 he=19 top=5 left = 5 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=no/>(式中，R和R’各自独立地表示碳数1至6的烷基，R1～R3各自独立地表示氢原子或碳数1至6的烷基，X-表示抗衡离子)表示的咪唑盐，活性碳为通过将有机气凝胶碳化而得到的活性碳，所述有机气凝胶通过在水性溶剂和碱性催化剂的存在下将分子内具有至少一个羟基的酚性化合物与醛化合物聚合而得到。2. 根据权利要求1所述的双电层电容器，其中电解质的抗衡离子 为选自由三氟乙酸根(CF3C02—)和四氟硼酸根(BF4:)组成的组中的至少一种离子。3. 根据权利要求l所述的双电层电容器，其中酚性化合物为间苯二酚。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：板桥太门，关口将人，菊池武利，乾直树，
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]