蓄电设备制造技术

本发明专利技术提供耐电压性优异并且能够进行高电压驱动的蓄电设备。蓄电设备具备电极和电解液，所述电极由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成，所述电解液包含由阳离子和阴离子构成的离子液体。和阴离子构成的离子液体。和阴离子构成的离子液体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电设备


[0001]本专利技术涉及使用了由包含碳材料的电极材料构成的电极的蓄电设备。

技术介绍

[0002]近年，针对便携设备、混合动力车、电动车、家庭用蓄电用途等，电容器、锂离子二次电池等蓄电设备的研究开发正在积极进行。作为蓄电设备的电极材料，从环境的方面考虑，石墨、活性炭、碳纳米纤维或碳纳米管等碳材料被广泛使用。
[0003]下述的专利文献1中公开了，具有包含活性炭、导电辅助剂和粘合剂的可极化电极层的双电层电容器。作为所述导电辅助剂，记载有碳黑。所述粘合剂在电极中，起到使集电体与活性物质粘结的作用。此外，记载了专利文献1的双电层电容器可以进一步包含丙烯碳酸酯等电解液。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2008/029865号

技术实现思路

[0007]专利技术所解决的技术问题
[0008]然而，近年，在电容器、锂离子二次电池等蓄电设备的领域中，需要高电压驱动等的进一步高性能化。特别是，已知电容器中的能量密度E由E＝1/2CV2(C：静电容量，V：电压)表示，因此通过增大驱动电压，可飞跃性地提高能量密度。
[0009]然而，专利文献1这样的双电层电容器存在难以进行高电压驱动这样的问题。
[0010]对于其原因，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，专利文献1这样的双电层电容器如果要进行高电压驱动，则粘合剂、电解液会分解，由此导致电容器性能劣化，或发生安全性问题。
[0011]本专利技术的目的是提供耐电压性优异并且能够进行高电压驱动的蓄电设备。
[0012]解决问题的技术手段
[0013]本专利技术的蓄电设备具备电极和电解液，所述电极由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成，所述电解液包含由阳离子和阴离子构成的离子液体。
[0014]在本专利技术的蓄电设备的一个特定方案中，所述离子液体的阳离子为选自1
‑
丁基
‑1‑
甲基吡咯烷鎓、n,n
‑
二乙基
‑
n
‑
甲基
‑
n
‑
(2
‑
甲氧基乙基)铵、1
‑
甲基
‑1‑
丙基哌啶鎓、1
‑
甲基
‑1‑
丙基
‑
吡咯烷鎓、N
‑
(2
‑
甲氧基乙基)
‑
N
‑
甲基吡咯烷鎓、N,N,N
‑
三甲基
‑
N
‑
丙基铵和1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑鎓中的至少1种。
[0015]在本专利技术的蓄电设备的另一特定方案中，所述离子液体的阳离子为1
‑
丁基
‑1‑
甲基吡咯烷鎓。
[0016]在本专利技术的蓄电设备的另一特定方案中，所述离子液体的阴离子为选自双(氟磺酰基)亚胺、双(三氟甲磺酰基)亚胺、四氟硼酸盐和甲基膦酸盐中的至少1种。
[0017]在本专利技术的蓄电设备的另一特定方案中，在将所述碳材料0.2g填充至直径2cm的圆筒形注射器中的状态下，以16kN的压力进行压缩，从所述注射器中取出经过压缩的所述碳材料的总量并放入筛孔4.75mm的筛网中，将所述筛网振动1分钟，此时，振动后筛网上残留的所述碳材料的重量相对于投入筛网中的所述碳材料的重量100重量％为90重量％以上。
[0018]在本专利技术的蓄电设备的另一特定方案中，所述碳材料包含具有石墨烯叠层结构的碳材料。优选所述具有石墨烯叠层结构的碳材料为石墨或薄片化石墨。优选所述具有石墨烯叠层结构的碳材料为具有石墨结构并且石墨发生了部分性剥离的部分剥离型薄片化石墨。
[0019]在本专利技术的蓄电设备的另一特定方案中，所述碳材料包含树脂的碳化物。
[0020]在本专利技术的蓄电设备的另一特定方案中，其为双电层电容器或锂离子电容器。
[0021]专利技术效果
[0022]根据本专利技术，可提供耐电压性优异并且能够进行高电压驱动的蓄电设备。
附图说明
[0023][图1]图1是实施例中制备的三极电池(3E cell)的示意图。
[0024][图2]图2是表示实施例1中制备的三极电池的充放电结果的图。
[0025][图3]图3是表示实施例2中制备的三极电池的充放电结果的图。
[0026][图4]图4是表示实施例3中制备的三极电池的充放电结果的图。
[0027][图5]图5是表示实施例4中制备的三极电池的充放电结果的图。
具体实施方式
[0028]以下，对本专利技术的详细内容进行说明。
[0029]作为本专利技术的蓄电设备，没有特别限定，可举出：非水电解质一次电池、水性电解质一次电池、非水电解质二次电池、水性电解质二次电池、全固体电解质一次电池、全固体电解质二次电池、电容器、双电层电容器或锂离子电容器等。
[0030]本专利技术的蓄电设备具备电极和电解液。所述电极由包含碳材料的电极材料构成。此外，所述电极材料实质上不包含粘合剂。需要说明的是，在本专利技术中，“实质上不包含粘合剂”是指，电极材料100重量％中的粘合剂的含量为2重量％以下。
[0031]此外，所述电极是一对可极化电极、或正极和负极这样的一对电极。在本专利技术中，一对电极中至少一个电极由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成即可。但是，优选一对电极中两个电极均由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成。
[0032]所述电解液包含离子液体。离子液体由阳离子和阴离子构成。
[0033]本专利技术的蓄电设备具备电极和电解液，所述电极由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成，所述电解液包含由阳离子和阴离子构成的离子液体，因此耐电压性优异并且能够进行高电压驱动。
[0034]以往，在具备包含粘合剂的电极和电解液的蓄电设备中，如果要进行高电压驱动，则粘合剂、电解液分解，由此电容器性能、电池性能劣化，或发生安全性问题。因此，在这样的蓄电设备中，存在耐电压性不充分，难以进行高电压驱动这样的问题。
[0035]本专利技术人等着眼于构成电极的电极材料、和电解液，发现通过使用包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料和包含由阳离子和阴离子构成的离子液体的电解液，能够抑制粘合剂、电解液的分解，由此能够提高耐电压性、提高驱动电压。
[0036]这样，本专利技术的蓄电设备能够提高驱动电压，因此能够提高能量密度。因此，本专利技术的蓄电设备可适宜用于电容器、二次电池，特别是可更适宜用于锂离子电容器、双电层电容器。
[0037]以下，将对本专利技术的蓄电设备的各部件更详细地进行说明。
[0038][电极][0039](碳材料)
[0040]本专利技术的蓄电设备中使用的电极由包含碳材料的电极材料构成。
[0041]在本专利技术中，所述电极材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蓄电设备，其具备：电极，其由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成；和电解液，其包含由阳离子和阴离子构成的离子液体。2.根据权利要求1所述的蓄电设备，其中，所述离子液体的阳离子为选自1
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丁基
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甲基吡咯烷鎓、n,n
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二乙基
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n
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甲基
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n
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甲氧基乙基)铵、1
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甲基
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丙基哌啶鎓、1
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甲基
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丙基
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吡咯烷鎓、N
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(2
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甲氧基乙基)
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N
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甲基吡咯烷鎓、N,N,N
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三甲基
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N
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丙基铵和1
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乙基
‑3‑
甲基咪唑鎓中的至少1种。3.根据权利要求1或2所述的蓄电设备，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田拓也，笹川直树，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：