一种电化学装置用电极，其提高容量、并且抑制浮充特性降低，该电化学装置包含多孔碳粒子，在多孔碳粒子的细孔分布中，具有2nm以上且50nm以下的细孔径的细孔的累积容积B相对于具有1nm以上且不足2nm的细孔径的细孔的累积容积A的比：B/A为1以上且1.5以下。多孔碳粒子的体积基准的粒径频率分布具有第1峰、和在粒径大于第1峰的侧存在的第2峰。大于第1峰的侧存在的第2峰。大于第1峰的侧存在的第2峰。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置用电极及电化学装置
[0001]本专利技术涉及电化学装置用电极及电化学装置。
技术介绍
[0002]电化学装置具备一对电极和电解液，一对电极中的至少一者包含可吸附及解吸离子的活性物质。作为电化学装置的一例的双电层电容器与二次电池相比，寿命长，可迅速充电，输出特性优异，在备用电源等中广泛使用。
[0003]电化学装置的活性物质中使用对椰子壳等原料进行碳化处理、进行活化处理而得到的多孔碳粒子(活性炭)。对活性炭进行了各种研究。例如，专利文献1中提出了将活性炭的细孔的平均的截面的全部表面官能团密度D设为特定的范围。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特许第6357639号说明书
技术实现思路
[0007]根据多孔碳粒子的细孔及粒径的分布，有时容量变小、浮充特性容易降低。对于多孔碳粒子的细孔及粒径的分布与电化学装置的性能的关联性的研究，依然不充分。
[0008]鉴于上述，本专利技术的一方面涉及一种电化学装置用电极，其包含多孔碳粒子，在所述多孔碳粒子的细孔分布中，具有2nm以上且50nm以下的细孔径的细孔的累积容积B相对于具有1nm以上且不足2nm的细孔径的细孔的累积容积A的比：B/A为1以上且1.5以下，所述多孔碳粒子的体积基准的粒径频率分布具有第1峰、和在粒径大于所述第1峰的侧存在的第2峰。
[0009]另外，本专利技术的另一方面涉及一种电化学装置，其具备一对电极和电解液，所述一对电极中的至少一者为上述的电化学装置用电极。
[0010]根据本专利技术，对于电化学装置，能够提高容量、并且抑制浮充特性的降低。
附图说明
[0011]图1为将本专利技术的一个实施方式涉及的电化学装置的一部分切除的立体图。
[0012]图2为示出本专利技术的实施例1～2及比较例1～2的电化学装置所具备的电极中包含的多孔碳粒子的粒度分布的图。
具体实施方式
[0013][电化学装置用电极][0014]本专利技术的一个实施方式涉及的电化学装置用电极包含多孔碳粒子。在电解液中，若离子吸附于多孔碳粒子，则形成双电层，表现出容量。若离子从多孔碳粒子解吸，则会流过非法拉第电流。本实施方式涉及的电化学装置用电极利用这样的现象。在多孔碳粒子的
细孔分布中，具有2nm以上且50nm以下的细孔径的细孔(以下，也称为细孔b或中孔。)的累积容积B(cm3/g)相对于具有1nm以上且不足2nm的细孔径的细孔(以下，也称为细孔a或微孔。)的累积容积A(cm3/g)的比：B/A为1以上且1.5以下。多孔碳粒子的体积基准的粒径频率分布(以下，也称为粒度分布。)具有第1峰、和在粒径大于第1峰的侧存在的第2峰。
[0015]需要说明的是，上述的累积容积A为每1g多孔碳粒子的细孔a的总容积(cm3)。上述的累积容积B为每1g多孔碳粒子的细孔b的总容积(cm3)。另外，体积基准的粒径频率分布是指将纵轴设为频率、将横轴设为粒径的体积基准的粒度分布。
[0016]满足上述构成的情况下，可得到容量(初始容量)大、且具有优异的浮充特性的电化学装置。浮充特性为使用外部直流电源进行保持恒定电压的浮充电(float charge)时的电化学装置的劣化程度的指标。可以说浮充电时的容量降低越小、内部电阻的增大越小，则浮充特性越良好。
[0017]细孔a主要对多孔碳粒子的比表面积有贡献，主要影响容量(特别是初始容量)。细孔b主要对电解液中的离子在细孔内的移动性有贡献，主要影响浮充特性、内部电阻。细孔径为2nm以上的情况下，电解液中的离子容易在细孔内扩散、不易堵塞细孔。在细孔径为2nm以上的细孔内，即使在低温下也可确保良好的离子的移动。
[0018]B/A比小于1的情况下，细孔a的比例变大，细孔b的比例变小，电解液中的离子在细孔内不易扩散，或细孔容易堵塞。由此，有时内部电阻增大、浮充特性降低。B/A比超过1.5的情况下，细孔a的比例变小，细孔b的比例变大，电极密度变小，有时在低温下初始容量降低。
[0019]在多孔碳粒子的细孔分布中，在全部细孔容积(1nm以上且100nm以下的范围的全部细孔的容积的总和)中所占的上述的累积容积A及B的合计比例例如优选为87％以上且90％以下。该情况下，细孔a及细孔b分布较多，容易得到大容量及优异的浮充特性。
[0020]多孔碳粒子的细孔分布通过气体吸附法来测定。气体使用氮气。测定装置例如使用岛津制作所公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置“TriStar II3020”。需要说明的是，为了去除杂质，对多孔碳粒子的试样在进行加热真空排气(例如，250℃下50mTorr以下)的前处理后进行测定。细孔分布的解析使用BJH法(Barrett
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Joyner
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Halenda法)，BJH法中使用Harkins&Jura公式。上述的累积容积A及B使用通过BJH法得到的累积细孔容积分布来求出。
[0021]从确保初始容量的观点出发，多孔碳粒子的BET比表面积可以为1430m2/g以上且2000m2/g以下。BET比表面积通过气体吸附法(BET1点法)进行测定。气体使用氮气。测定装置例如使用岛津制作所公司制的自动比表面积/细孔分布测定装置“TriStar II3020”。
[0022]通常，为了高容量化，增多微孔从而增大比表面积。但是，若增多微孔，则中孔容易变少，浮充特性会劣化。与此相对，本专利技术中，多孔碳粒子的粒度分布具有第1峰、和在粒径大于第1峰的侧存在的第2峰。第1峰(小粒子群)对微孔的量有贡献，第2峰(大粒子群)对中孔的量有贡献。通过在粒度分布中形成2个峰(第1峰及第2峰)，从而能够增多微孔并且增多中孔，能够将B/A比控制为上述范围。因此，能够提高容量、并且提高浮充特性。在粒度分布中峰为1个的情况下，难以充分确保微孔及中孔这两者。例如，在粒度分布中在粒径4μm附近存在1个具有最大频率的峰的情况下，微孔多，但中孔少，B/A比变得小于1，浮充特性劣化。
[0023]粒度分布可以具有除第1峰及第2峰以外的第3峰，第3峰可以为1个，也可以为多个。各峰分别在体积基准的粒径频率分布曲线中具有1个极大值(最大频率)。需要说明的
是，第1峰及第2峰中的一者为最大峰(极大值为最大的峰)，第1峰及第2峰中的另一者为第2大的峰(极大值为第2大的峰)。
[0024]从容易同时使微孔和中孔增大的观点出发，第1峰及第2峰的最大频率的粒径优选彼此间隔4μm以上，更优选彼此以4μm以上且7μm以下的范围间隔。第1峰的最大频率优选存在于粒径为1μm以下的范围，更优选存在于粒径为0.5μm以上且1μm以下的范围。第2峰的最大频率优选存在于粒径超过1μm且为10μm以下的范围，更优选存在于粒径为4μm以上且10μm以下的范围，进一步优选存在于粒径为5μm以上且10μm以下的范围。第1峰的最大频率优选比第2峰的最大频率大。第1峰的最大频率F1相对于第2峰的最大频率F2的比：F1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】1.一种电化学装置用电极，其包含多孔碳粒子，在所述多孔碳粒子的细孔分布中，具有2nm以上且50nm以下的细孔径的细孔的累积容积B相对于具有1nm以上且不足2nm的细孔径的细孔的累积容积A的比：B/A为1以上且1.5以下，所述多孔碳粒子的体积基准的粒径频率分布具有第1峰、和在粒径大于所述第1峰的侧存在的第2峰。2.根据权利要求1所述的电化学装置用电极，其中，所述多孔碳粒子的BET比表面积为1430m2/g以上且2000m2/g以下。3....
【专利技术属性】
技术研发人员：山下和晃，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：
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