本发明专利技术提供一种成型性良好，在活性物质层上成型后耐弯曲性和对集电体的粘合性高，能增大使用成型获得的活性物质层的双电层电容器的静电容量，并可以降低内部电阻的双电层电容器用电极材料、使用该电极材料获得的双电层电容器用电极和电容器。由包含粘合剂和电极活性物质的混合物粒子构成双电层电容器用电极材料，上述混合物粒子中表面的５０％面积以上由粘合剂覆盖。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种双电层电容器用电极材料及其制造方法，所述电极材料 成型性良好，在形成活性物质层时的耐弯曲性和对集电体的粘合性高，且能 增大获得的双电层电容器的静电容量，并能降低内部电阻，本专利技术还涉及由 该电极材料获得的双电层电容器用电极和双电层电容器。
技术介绍
小型、轻量、能量密度高且能反复充放电的双电层电容器对于有效利用 其特性的需要急速扩大。该双电层电容器可以快速充放电，因此能用作个人电脑等存储器断电保护(memory back-up)用小型电源。并且，近年来，由 于环境问题或资源问题，期待其应用于该电动汽车用大型电源。伴随着这样 的用途的扩大或发展，对于双电层电容器要求进一步改善其内部电阻的降 低、静电容量的增大、机械特性的提高等性能。为了提高这些性能，用于在集电体上形成活性物质层的材料(本专利技术中 称为双电层电容器用电极材料或简称为电极材料)中也在进行各种改善。双 电层电容器用电极材料是以活性炭等电极活性物质作为主要成分，根据需要 含有用于赋予电极导电性、粘合性、柔软性等功能的导电材料或粘合剂等。容量降低等电极性能降低的原因。获得的粉末，并与粘合剂氯代磺化聚乙烯的胶乳混合后，除去水分，将获得 的固体粉碎造粒，获得双电层电容器用电极材料。并且，在专利文献2中公开了包含通过流动层造粒法获得的电极活性物 质、导电助剂和粘合剂的电极材料复合粒子(相当于本专利技术的混合物粒子)， 对由电活性物质制得的粒子粘附导电助剂和粘合剂，并一体化获得的产品。专利文献l:特开昭62- 179711号公报 专利文献2:特开2005 - 26191号公报专利技术内容专利技术要解决的课题但是，在上述专利文献l中公开的电极材料成型加工性差，不容易获得 均匀的电极。并且，在上述专利文献2中公开的电极材料中，获得的活性物 质层对集电体的粘合性不充分。本专利技术鉴于上述情况，其课题在于提供一种成型性良好，对集电体的粘 合性高，且能增大获得的双电层电容器的静电容量，降低内部电阻的双电层 电容器用电极材料和使用该电极材料获得的双电层电容器用电极和双电层 电容器。解决课题的方法本专利技术人等着眼于双电层电容器用电极材料中各成分的分布，反复刻苦 钻研。结果发现，在电极材料中，以往将显示电极活性的活性物质成分和显 示粘合性的粘合剂成分的分布均匀，与此相对，使用粒子状物质作为电极材 料(在本专利技术中将粒子状的电极材料称为混合物粒子)，在其混合物粒子中， 粘合剂局部存在于其表面，由此使得集电体和活性物质层的粘合得到提高， 且获得的电极显示优良的性能。该局部存在的指标是使覆盖混合物粒子表面 的比例合适，可以用X射线光电子分光法分析来测定。使用该测定法，测定 各种双电层电容器用电极材料的上述覆盖比例时，现有的即不能实现本专利技术 目的的情况均显示10 25面积°/。左右的值(参见本申请的比较例)，与此相对， 该值在50%面积以上的情况，则能实现本专利技术目的，而且，集电体和活性物 质层的密度高，且获得的电极显示优良的性能。本专利技术是基于上述发现而进行的。即，本专利技术的双电层电容器用电极材 料含有包含粘合剂和电极活性物质的混合物粒子，其特征在于，上述混合物 粒子表面的50面积％以上被上述粘合剂覆盖。另外，本专利技术的双电层电容器用电极材料的制造方法的特征是，包括以 下工序将包含数均粒径为0.01 2nm的粘合剂和电极活性物质的原料混合 获得混合物A的工序，以及将获得的混合物A造粒获得混合物粒子的工序。序使用上述本专利技术的双电层用电容器的电极材料，在集电体上形成活性物质层的工序。另外，本专利技术的双电层电容器用电极的特征是，通过上述电极的制造方 法制得。进而，本专利技术的双电层电容器的特征是包括上述电极。 专利技术效果本专利技术的双电层电容器用电极材料成型加工性优良，在集电体上能形成 粘合性高的活性物质层。并且，使用本专利技术双电层电容器用电极材料而获得 的双电层电容器用电极的电极密度均匀，柔软性优良，强度高，使用该电极 获得的双电层电容器具有大的静电容量，且内部电阻小。具体实施方式下面说明本专利技术的实施方式。如上所述，本专利技术的双电层电容器用电极材料包含含有粘合剂和电极活性物质的混合物粒子，其特征在于，上述混合物粒子的表面的50%面积以上 被粘合剂覆盖。对这样结构的双电层电容器用电极材料的构成成分依次说明 如下。l.电极活性物质本专利技术中使用的电极活性物质只要能在形成于电极和电解液的界面上 的双电层中积蓄电荷即可，没有特别限制，但是适合使用比表面积为30m2/g 以上，优选500~5000m2/g，更优选1000 3000m2/g的碳的同素异形体。作为 这样的碳的同素异形体，可以列举有活性炭、多并苯(求U 7iry)、碳晶须、 石墨等，其中优选活性炭。作为活性炭，可以列举有苯酚系、人造丝系、丙 烯酸系、沥青系或椰炭系等活性炭。并且，这些碳的同素异形体优选为粉末 状或纤维状的物质。另外，也可以使用这些碳的同素异形体和有机材料的纳 米复合材料(<formula>formula see original document page 6</formula>)。并且，具有类似石墨的微晶碳，并且其微晶碳的层间距离扩大的非多孔 性碳也能用作电极活性物质。这样的非多孔性碳可以这样来获得在700 850 。C下干馏多层石墨结构的微晶发达的易石墨化碳，接着与苛性碱一起在 800 900。C下热处理，再根据需要通过加热的水蒸气除去残留的碱性成分。 电极活性物质的一次粒径优选0.1-100 iam,更优选1 20jum。另外，这里所称的 一次粒径是用光衍射法测定的中值直径。粒径在这样的范围内的话， 双电层电容器用电极容易薄膜化，静电容量也会提高，故优选。这些电极活性物质可以单独使用或二种以上组合使用。组合使用电极活 性物质时，也可以组合粒径分布不同的二种以上的电极活性物质来使用。2.粘合剂度(Tg)来表示，但是结晶性高时用熔点(Tm)来表示。本专利技术中使用的聚合物 优选具有玻璃化转变温度，其玻璃化转变温度通常在-80。C + 180。C范围。 这里，相转变温度、玻璃化转变温度和它们的有无、以及熔点是按照JIS K7210来测定的。上述聚合物的玻璃化转变温度优选-80 + 20°C ,更优选-60°C 0°C 。 玻璃化转变温度在该范围的话，粘合剂的粘合力优良，双电层电容器用电极 能在比较低温下成型。粘合剂是用于粘合电极活性物质和视需要的导电材料和柔软性。该粘合剂的凄t均粒径更优选为0.02 1.5jam，进一步优选为0.03 ljam。该 粘合剂的粒子形状没有特别限制，但是优选为球形。因为是球形的话，容易 混合、分散，可以谋求容易地均匀分散。这里，数均粒径是在透射型电子显 微镜照片中随机选100个聚合物粒子测定其直径，取其算术平均值计算出的 数均粒径。合物或丙烯酸酯聚合物等。上述二烯系聚合物是指聚合共轭二烯获得的包含单体单元的聚合物，聚 合物中的聚合共轭二烯形成的单体单元的比例通常在40重量。/。以上，优选 50重量％以上，更优选60重量％以上。作为在上述二烯系聚合物的制造中使用的共轭二烯，具体可以列举有 1,3 - 丁二烯、1,3 -戊二烯、异戊二烯、1，3 -己二烯、2，3 - 二曱基_ 1,本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双电层电容器用电极材料，该电极材料包含含有粘合剂和电极活性物质的混合物粒子，其中， 在Ｘ射线光电子分光法分析中，上述混合物粒子表面的５０％以上的面积被上述粘合剂覆盖。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-3-30 099266/20051、 一种双电层电容器用电极材料，该电极材料包含含有粘合剂和电极 活性物质的混合物粒子，其中，在X射线光电子分光法分析中，上述混合物粒子表面的50%以上的面 积被上述粘合剂覆盖。2、 权利要求1中所述的双电层电容器用电极材料，其中，上述粘合剂 是具有玻璃化转变温度的聚合物。3、 权利要求2中所述的双电层电容器用电极材料，其中，上述聚合物 的玻璃化转变温度为-80 + 20°C 。4、 权利要求1 3的任何一项所述的双电层电容器用电极材料，其中， 上述电极活性物质是数均粒径为0.01-100 jum的粒子，上述混合物粒子的数 均粒径为0.1-1000 Mm。5、 权利要求1~4的任何一项所述的双电层电容器用电极材料，其中， 上述混合物粒子的形状是球形。6、 权利要求1 5的任何一项所述的双电层电容器用电极材料，其中， 上述混合物粒子还含有导电材料。7、 权利要求1 6的任何一项所述的双电层电容器用电极材料，其中， 上述混合物粒子的含量为50重量％以上。8、 一种制造权利要求1所述的双电层电容...
【专利技术属性】
技术研发人员：福峰义雄，
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]
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