JP3488957B2 - Electric double layer capacitor - Google Patents
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサ、特に、大容量の電気二重層コンデンサの内部電極
構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電気二重層コンデンサと
しては、特許2054380号に開示されたものがあ
る。
【0003】特許2054380号に開示された電気二
重層コンデンサ(以下、従来例1という)は図2に示さ
れるように、活性炭粉末とポリアセン系材料との複合体
を用いた分極性電極、特に活性炭粉末と、粒状或いは粉
末状フェノール系樹脂とを混合して熱硬化させた分極性
電極1を用い、分極性電極界面に生じる電気二重層を用
いたコンデンサ構造となっている。
【0004】図2に示される電気二重層コンデンサは、
セパレータ2が両面から2枚の分極性電極1で挟持さ
れ、各々の分極性電極1に集電体3が接触しており、セ
パレータ2,分極性電極1及び集電体3の相互間がガス
ケット4で固定され、これを基本セル5として用いてい
る。また、分極のための媒体としては、希硫酸を用いて
いる。
【0005】図2に示す基本セル5は図3に示されるよ
うに、必要電圧に応じて複数層積層され、その両側に端
子板8が配置されて大容量電気二重層コンデンサとして
構成されている。
【0006】図2に示される従来例1によれば、内部抵
抗が低く、かつ大容量のコンデンサを構築することがで
き、また、充放電メカニズムが、電池と違って化学反応
を伴わないため、原理的に充放電の回数が無制限であ
り、また、大電流による急速充放電が可能であるという
特徴をもっている。
【0007】したがって、図2に示す電気二重層コンデ
ンサは、蓄電量としてはPb蓄電池など従来の二次電池
には及ばないものの、上述の特徴を活かして、メンテナ
ンス・フリーの電源、或いは、大電流用の蓄電源とし
て、様々な分野での応用が検討されている。
【0008】ところで、図2に示される従来例1には、
用途面からすると、次のような性能が要求される場合が
ある。
【0009】すなわち、用途の面からすると、常用時に
は低電力であるが、長時間に渡って電力の供給を行な
い、瞬時に大電流の供給を行なうための性能を要求され
る場合がある。
【0010】電気二重層コンデンサの構造及び性能から
考えると、分極性電極1の密度が高くなればなるほど、
内部でのイオンの移動が妨げられるため、大電流は取り
出しにくくなる。また、密度を下げてしまうと、大電流
は取り出せるものの、エネルギー密度が低くなるため、
必要なエネルギーを取り出すためには、体積効率が悪く
なり、体積を大きくせざるを得ない。
【0011】この点を改善する技術として、特開平3−
201519号公報に開示された技術(以下、従来例2
という)がある。
【0012】特開平3−201519号公報に開示され
た技術は図4に示されるように、活性炭粒子を焼結結合
して互いに密度の異なる第1活性炭7と第2活性炭6か
らなる多孔質焼結体を分極性電極として用い、密度の高
い第2活性炭6からなる多孔質焼結体が集電体3に密着
している構造となっている。
【0013】密度の調整は、粉末活性炭の平均粒径をコ
ントロールする方法で行なっており、低密度の第1活性
炭には、平均粒径20μmの粉体を用い、焼結密度0.
61g/cm3に調整しており、高密度の第2活性炭に
は、平均粒径5μmの粉体を用い、焼結密度0.82g
/cm3に調整している。
【0014】従来例2において、密度の調整を行なう目
的は、低密度の活性炭のみでは、集電体との接触抵抗が
大きく、内部抵抗が上昇してしまうのを回避するため
に、集電体3側に高密度の活性炭6が配置され、接触抵
抗を下げ、内部抵抗の上昇を防止することにある。
【0015】また従来例2によれば、大電流を必要とす
る場合には、低密度の第1活性炭7からのイオン供給に
より電力を供給し、エネルギー密度は、高密度の第2活
性炭6で確保する構造を有している。
【0016】したがって、従来例2によれば、負荷変動
の大きい用途に用いることが可能になっている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示される従来例2では、十分な大電流を供給することが
できないという問題がある。
【0018】その理由について説明する。すなわち、図
4に示されるように、分極性電極6と集電体3との接触
抵抗、分極性電極6,7内の材料粒子の接触抵抗、分極
性電極6,7内でのイオン移動の困難性、さらには、密
度の異なる活性炭を重ねている構造による活性炭間の接
触抵抗等に起因している。
【0019】さらに、従来例2では、高密度の活性炭を
集電体3側に用いているため、集電体3との接触抵抗を
低下する効果は得られるが、分極性電極6,7の材料と
して、活性炭のみを用いているため、焼結体内での粒子
同士の接触抵抗が大きい。
【0020】また従来例2を示す前記公報には、低密度
の活性炭は、集電体との接触抵抗が高いとされている
が、これは、活性炭の表面の粒子が荒いことを示してい
る。これは、粒径の大きな粉末を使用したことにも一因
があり、このことから、粒子同士の連結が不十分であ
り、その結果、内部の接触抵抗も高い。当然ながら、高
密度活性炭と低密度活性炭との間の接触抵抗を下げるこ
とは不可能である。
【0021】以上の理由により、従来例2では、内部抵
抗の低減が不十分なため、十分な大電流を取り出すこと
はできない。
【0022】本発明の目的は、エネルギー密度が高く、
かつ大電流を取り出すために内部抵抗の小さい大容量の
電気二重層コンデンサを提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電気二重層コンデンサにおいては、分
極性電極を有する電気二重層コンデンサであって、前記
分極性電極は、粉末活性炭とフェノール樹脂を混合、焼
成したものであり、該分極性電極の一面側がセパレータ
に、他面側が集電体にそれぞれ接触しており、さらに前
記分極性電極は、同じ粒径の粉末活性炭を用いて活性炭
とフェノール樹脂の重量比を異ならせることにより、セ
パレータ側に0.50〜0.70(g/cm3)の密度
をもつ低密度の分極性電極を形成し、集電体側に0.6
0〜0.95(g/cm3)の密度をもつ高密度の分極
性電極を形成して両分極性電極を積層したものであり、
エネルギー密度が高く、かつ内部抵抗が小さいため大電
流の取出しが可能である。
【0024】
【0025】
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【0027】図1は、本発明の実施形態に係る電気二重
層コンデンサを示す断面図である。図1に示す本発明の
実施形態に係る電気二重層コンデンサは、分極性電極と
して、粉末活性炭とフェノール樹脂を混合、焼成した分
極性電極9,10を用い、分極性電極9,10をセパレ
ータ2を挟んで両側に配置したものである。
【0028】図1に示す実施形態では、密度の異なる分
極性電極9,10を2層に積層してセパレータ2の両側
に配置している。そして、内側の分極性電極10はセパ
レータ2の片面に接触し、外側の分極性電極9は集電体
3に接触しており、これらは、ガスケット4にて封止さ
れ、内部に分極用の媒体液が注入されている。図1に示
す構造は、基本セル5をなすものである。
【0029】さらに図1に示す本発明の実施形態に係る
構造は、分極性電極9,10のうち、低密度の分極性電
極10をセパレータ側に、高密度の分極性電極9を集電
体3側に配置して積層した構造を有するものである。
【0030】また低密度の分極性電極10は、0.50
〜0.70(g/cm3)の密度に設定し、高密度の分
極性電極9は、0.60〜0.95(g/cm3)の密
度に設定している。
【0031】次に、本発明の実施形態に係る構造の具体
例を実施例として説明する。
【0032】本発明の実施例では、活性炭粉末とフェノ
ール樹脂粉末を重量部にして8:2の割合で混合し、プ
レス金型で1000kgf/cm2の圧力をもって成形
し、その後、真空雰囲気下で900℃に焼成し、100
mm×100mm×6mmの低密度分極性電極10を得
た。その密度は0.49g/cm3であった。
【0033】一方、活性炭粉末とフェノール樹脂粉末を
重量部にして3:7の割合で混合し、プレス金型で10
00kgf/cm2の圧力をもって成形し、その後、真
空雰囲気で900℃の温度に焼成し、100mm×10
0mm×6mmの高密度分極性電極9を得た。その密度
は0.91g/cm3であった。
【0034】高密度分極性電極9と低密度分極性電極1
0を積層し、高密度分極性電極9を導電性ゴムからなる
集電体3と接触させた。セパレータ2としては、ガラス
繊維布を、ガスケット4としては熱可塑性樹脂を用い、
基本セル5を構成した。
【0035】また内部の分極媒体としては、40重量%
の希硫酸を用いた。従来例と同様に、図3のように基本
セル5を積層し、両端に端子板8を取り付け、大容量電
気二重層コンデンサとした。
【0036】負荷変動のある用途向けの効果を見るため
に、以下の構成でデータを取得した。大容量電気二重層
コンデンサを入力として、電圧6Vを出力とするDC/
DCコンバータを介し、負荷として10Aの電流を2分
引き出した後、0.1Aで何時間放電できるかを測定し
た。尚、予め大容量電気二重層コンデンサは、12Vで
満充電させておいた。またDC/DCコンバータが動作
する終端電圧は5Vであった。
【0037】すなわち、大容量電気二重層コンデンサの
端子電圧として、12Vから5Vまで使用することとな
る。
【0038】また同様の構成で、最大電流として、0.
1A放電時の静電容量として1/2を発現できる電流を
調査した。
【0039】その結果、10A放電が可能であり、0.
1A放電時間として5.8(h)、最大電流として22
Aとなる大容量電気二重層コンデンサが得られた。
【0040】実施例1では、低密度分極性電極10の活
性炭とフェノール樹脂の重量部を6:4として、大容量
電気二重層コンデンサを形成し、同様の測定をした。
【0041】その結果、10A放電が可能で、0.1A
放電時間が6.3(h)、最大電流が18Aのコンデン
サが得られた。
【0042】同様に、低密度分極性電極9の活性炭とフ
ェノール樹脂の重量部、ならびに高密度分極性電極10
の活性炭とフェノール樹脂の重量部を調整して、密度を
調整し、測定した結果を、表1及び表3に示す。
【0043】(比較例1)従来技術1を用いた場合の一
例について示す。本発明の実施例1と異なる部分を記
す。低密度分極性電極と高密度分極性電極とに分離せず
に、一体で活性炭とフェノール樹脂の比率を重量部で
8:2で分極性電極を作製し、電気二重層コンデンサと
して実施例1と同様の測定した。その結果を表2及び表
4に示す。
【0044】(比較例2)従来技術1において、活性炭
とフェノール樹脂の比率を重量部で4:6で一体型の分
極性電極を作製し、電気二重層コンデンサとしたものを
比較例2として、本発明の実施例1と同様の測定した。
その結果を表2及び表4に示す。
【0045】(比較例3)従来技術1において、活性炭
とフェノール樹脂の比率を重量部で5:5で一体型の分
極性電極を作製し、電気二重層コンデンサとしたものを
比較例3として、本発明の実施例1と同様の測定した。
その結果を表2及び表4に示す。
【0046】(比較例4)従来技術2において、低密度
分極性電極9として活性炭のみで形成した密度0.61
(g/cm3)の活性炭焼結体を用いたものを比較例4
として作製した。本発明の実施例1と同じプレス条件及
び焼成条件で製造すると、その密度は0.42(g/c
m3)となる。
【0046】したがって、プレス圧力を2200(kg
f/cm2)、焼成温度を950℃とし、上記活性炭焼
結体(比較例4)を得た。
【0047】比較例4では、高密度分極性電極10とし
ては活性炭のみで形成した密度0.82(g/cm3)
の活性炭焼結体を用いた。プレス圧力を3500(kg
f/cm2)、焼成温度を1030℃とし、上記活性炭
焼結体を得た。その結果、最大電流は5Aの電気二重層
コンデンサとなった。
【0048】なお、本発明の実施例及び比較例において
は、平均粒径は5μmの活性炭粉末を用いたが、従来技
術2のような平均粒径20μmの活性炭粉末を用いた場
合、焼結に関する粉末の活性度がより低いため、同じ密
度を得るには、より高温にするなど、焼結を加速する条
件を選択しなければならない。その結果、活性炭内部の
細孔は焼結時に表面拡散、あるいは体積拡散によって塞
がり、エネルギー密度は、より低くなることになる。
【0049】表に示す通り、従来技術では、本発明の実
施例1とは異なり、出力として6.0V、10Aで2
分、0.1Aで5h以上供給できるような電気二重層コ
ンデンサを構成することはできない。
【0050】一方、本発明によれば、例えば、実施例3
のような、10Aで2分、0.1Aで6.8hのエネル
ギーを供給できるような大容量電気二重層コンデンサを
形成することができる。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】【0053】
【表3】
【0054】
【表4】【0054】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、活
性炭粉末とフェノール樹脂とを混合、焼成した分極性電
極について、密度を0.50〜0.70(g/cm3)
に調整した低密度の分極性電極をセパレータ側に、密度
を0.60〜0.95(g/cm3)に調整した高密度
の分極性電極を集電体側に配置することにより、大電流
を取り出しことができ、かつ高いエネルギー密度を実現
することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor, and more particularly to an internal electrode structure of a large capacity electric double layer capacitor. 2. Description of the Related Art A conventional electric double-layer capacitor is disclosed in Japanese Patent No. 2,054,380. As shown in FIG. 2, an electric double layer capacitor disclosed in Japanese Patent No. 2054380 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) is a polarizable electrode using a composite of activated carbon powder and a polyacene-based material, particularly activated carbon. The capacitor structure has a polarizable electrode 1 obtained by mixing a powder and a granular or powdery phenolic resin and heat-curing, and using an electric double layer generated at the polarizable electrode interface. [0004] The electric double layer capacitor shown in FIG.
A separator 2 is sandwiched between two polarizable electrodes 1 from both sides, and a current collector 3 is in contact with each of the polarizable electrodes 1. A gasket is formed between the separator 2, the polarizable electrode 1, and the current collector 3. 4 and is used as the basic cell 5. Dilute sulfuric acid is used as a medium for polarization. As shown in FIG. 3, the basic cell 5 shown in FIG. 2 is laminated in a plurality of layers in accordance with a required voltage, and terminal plates 8 are arranged on both sides thereof to constitute a large-capacity electric double layer capacitor. . According to the conventional example 1 shown in FIG. 2, a capacitor having a low internal resistance and a large capacity can be constructed, and the charge and discharge mechanism does not involve a chemical reaction unlike a battery. In principle, the number of times of charge / discharge is unlimited, and rapid charge / discharge with a large current is possible. Accordingly, the electric double-layer capacitor shown in FIG. 2 has a storage amount that is inferior to that of a conventional secondary battery such as a Pb storage battery, but makes use of the above-mentioned features to make it possible to use a maintenance-free power supply or a large current. Applications in various fields are being studied as power sources for storage. By the way, in the conventional example 1 shown in FIG.
From the application point of view, the following performance may be required. [0009] That is, from the viewpoint of the application, the power is low during normal use, but there is a case where the performance is required for supplying power for a long time and supplying a large current instantaneously. Considering the structure and performance of the electric double layer capacitor, the higher the density of the polarizable electrode 1, the more
Since the movement of ions inside is hindered, it is difficult to extract a large current. Also, if the density is lowered, a large current can be taken out, but the energy density will be low,
In order to extract the energy required, the volumetric efficiency is poor
Inevitably, the volume must be increased. As a technique for improving this point, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei.
The technology disclosed in JP-A-201519 (hereinafter referred to as Conventional Example 2)
There is). As shown in FIG. 4, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-201519 is a porous sintering method comprising first activated carbon 7 and second activated carbon 6 having different densities by sintering activated carbon particles. A structure is used in which the sintered body is used as a polarizable electrode and a porous sintered body made of the second activated carbon 6 having a high density is in close contact with the current collector 3. The density is adjusted by controlling the average particle size of the powdered activated carbon. For the low-density first activated carbon, a powder having an average particle size of 20 μm is used.
It is adjusted to 61 g / cm 3 , and powder having an average particle size of 5 μm is used for the high density second activated carbon, and the sintering density is 0.82 g.
/ Cm 3 . In Conventional Example 2, the purpose of adjusting the density is to use only low-density activated carbon to increase the contact resistance with the current collector and prevent the internal resistance from increasing. A high-density activated carbon 6 is arranged on the third side to reduce the contact resistance and prevent the internal resistance from increasing. According to the conventional example 2, when a large current is required, power is supplied by supplying ions from the low-density first activated carbon 7 and the energy density is increased by the high-density second activated carbon 6. It has a secure structure. Therefore, according to the conventional example 2, it is possible to use it for an application having a large load fluctuation. However, the conventional example 2 shown in FIG. 4 has a problem that a sufficiently large current cannot be supplied. The reason will be described. That is, as shown in FIG. 4, the contact resistance between the polarizable electrode 6 and the current collector 3, the contact resistance of the material particles in the polarizable electrodes 6 and 7, and the ion movement in the polarizable electrodes 6 and 7. This is due to the difficulty and the contact resistance between activated carbons due to the structure in which activated carbons having different densities are stacked. Further, in the conventional example 2, since the high-density activated carbon is used on the current collector 3 side, the effect of reducing the contact resistance with the current collector 3 is obtained, but the polarizable electrodes 6 and 7 Since only activated carbon is used as the material, the contact resistance between particles in the sintered body is large. In the above publication showing Conventional Example 2, low-density activated carbon is said to have a high contact resistance with the current collector, which indicates that the particles on the surface of the activated carbon are rough. . This is partly due to the use of a powder having a large particle size, which results in insufficient connection between the particles and, as a result, a high internal contact resistance. Naturally, it is not possible to reduce the contact resistance between high-density activated carbon and low-density activated carbon. For the above reasons, in the conventional example 2, since the reduction of the internal resistance is insufficient, a sufficiently large current cannot be taken out. An object of the present invention is to provide a high energy density,
Another object of the present invention is to provide a large-capacity electric double-layer capacitor having a small internal resistance for extracting a large current. In order to achieve the above object, an electric double layer capacitor according to the present invention is an electric double layer capacitor having a polarizable electrode, wherein the polarizable electrode comprises a powder Activated carbon and a phenolic resin are mixed and fired, and one surface of the polarizable electrode is in contact with the separator, and the other surface is in contact with the current collector, and the polarizable electrode is formed of powdered activated carbon having the same particle size. Using activated carbon
And a phenol resin in different weight ratios, a low-density polarizable electrode having a density of 0.50 to 0.70 (g / cm 3 ) was formed on the separator side, and 0.6% on the current collector side.
A high-density polarizable electrode having a density of 0 to 0.95 (g / cm 3 ) is formed and the bipolar electrodes are laminated ;
Since the energy density is high and the internal resistance is low, it is possible to take out a large current. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention. The electric double layer capacitor according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 uses, as the polarizable electrodes, polarizable electrodes 9 and 10 obtained by mixing and firing powdered activated carbon and a phenol resin, and using the polarizable electrodes 9 and 10 as separators 2. Are arranged on both sides of the body. In the embodiment shown in FIG. 1, polarizable electrodes 9 and 10 having different densities are laminated in two layers and arranged on both sides of the separator 2. The inner polarizable electrode 10 is in contact with one surface of the separator 2, and the outer polarizable electrode 9 is in contact with the current collector 3. These are sealed by the gasket 4 and have the inside for polarization. Medium fluid is being injected. The structure shown in FIG. 1 forms a basic cell 5. Further, in the structure according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, of the polarizable electrodes 9, 10, the low-density polarizable electrode 10 is provided on the separator side, and the high-density polarizable electrode 9 is provided on the current collector. It has a structure in which it is arranged and laminated on three sides. The low-density polarizable electrode 10 is 0.50
The density is set to 0.70 (g / cm 3 ), and the density of the high-density polarizable electrode 9 is set to 0.60 to 0.95 (g / cm 3 ). Next, a specific example of the structure according to the embodiment of the present invention will be described as an example. In the embodiment of the present invention, the activated carbon powder and the phenol resin powder are mixed at a ratio of 8: 2 by weight and molded by a press mold at a pressure of 1000 kgf / cm 2 , and then, under a vacuum atmosphere. Bake to 900 ° C, 100
A low-density polarizable electrode 10 of mm × 100 mm × 6 mm was obtained. Its density was 0.49 g / cm 3 . On the other hand, the activated carbon powder and the phenol resin powder were mixed in a ratio of 3: 7 by weight, and the mixture was mixed with a press mold to obtain 10 parts.
Molded at a pressure of 00 kgf / cm 2, and then fired in a vacuum atmosphere at a temperature of 900 ° C.
A high-density polarizable electrode 9 of 0 mm × 6 mm was obtained. Its density was 0.91 g / cm 3 . High density polarizable electrode 9 and low density polarizable electrode 1
0, and the high-density polarizable electrode 9 was brought into contact with the current collector 3 made of conductive rubber. A glass fiber cloth is used as the separator 2, and a thermoplastic resin is used as the gasket 4.
The basic cell 5 was configured. The weight of the internal polarization medium is 40% by weight.
Was used. As in the conventional example, the basic cells 5 were stacked as shown in FIG. 3, and terminal plates 8 were attached to both ends to obtain a large-capacity electric double layer capacitor. In order to see the effect for an application having a load fluctuation, data was acquired with the following configuration. DC / with high voltage electric double layer capacitor as input and voltage 6V as output
After extracting a current of 10 A as a load for 2 minutes through a DC converter, the number of hours that the battery can be discharged at 0.1 A was measured. The large-capacity electric double layer capacitor was fully charged at 12 V in advance. The terminal voltage at which the DC / DC converter operates was 5V. That is, the terminal voltage of the large-capacity electric double layer capacitor is used from 12 V to 5 V. In the same configuration, the maximum current is set to 0.
The current which can express 1/2 as the capacitance at the time of 1A discharge was investigated. As a result, 10 A discharge is possible, and 0.
5.8 (h) as 1 A discharge time, 22 as maximum current
A large-capacity electric double layer capacitor A was obtained. In Example 1, a large-capacity electric double layer capacitor was formed with the low-density polarizable electrode 10 having a weight ratio of activated carbon and phenolic resin of 6: 4, and the same measurement was performed. As a result, 10 A discharge is possible and 0.1 A discharge is possible.
A capacitor having a discharge time of 6.3 (h) and a maximum current of 18 A was obtained. Similarly, the parts by weight of the activated carbon and the phenol resin of the low density polarizable electrode 9 and the high density polarizable electrode 10
Table 1 and Table 3 show the results of adjusting the density by adjusting the parts by weight of the activated carbon and the phenol resin. (Comparative Example 1) An example in which the prior art 1 is used will be described. The differences from the first embodiment of the present invention will be described. Without separating into a low-density polarizable electrode and a high-density polarizable electrode, a polarizable electrode was produced integrally with a ratio of activated carbon to phenolic resin of 8: 2 by weight, and the same as Example 1 as an electric double layer capacitor. Similar measurements were made. The results are shown in Tables 2 and 4. (Comparative Example 2) In Comparative Example 2, an integrated type polarizable electrode was prepared in the prior art 1 in which the ratio of activated carbon and phenolic resin was 4: 6 by weight and an electric double layer capacitor was used. The same measurement as in Example 1 of the present invention was performed.
The results are shown in Tables 2 and 4. (Comparative Example 3) In Comparative Example 3, a monolithic polarizable electrode was prepared in a ratio of 5: 5 by weight of activated carbon and a phenolic resin to obtain an electric double layer capacitor. The same measurement as in Example 1 of the present invention was performed.
The results are shown in Tables 2 and 4. (Comparative Example 4) In the prior art 2, the low-density polarizable electrode 9 had a density of 0.61 formed only with activated carbon.
(G / cm 3 ) using the activated carbon sintered body in Comparative Example 4
It was produced as. When manufactured under the same pressing conditions and firing conditions as in Example 1 of the present invention, the density is 0.42 (g / c).
m 3 ). Therefore, the pressing pressure is set to 2200 (kg)
f / cm 2 ), the firing temperature was 950 ° C., and the above activated carbon sintered body (Comparative Example 4) was obtained. In Comparative Example 4, the high-density polarizable electrode 10 was formed of only activated carbon and had a density of 0.82 (g / cm 3 ).
Was used. Press pressure 3500 (kg
f / cm 2 ), the firing temperature was 1030 ° C., and the activated carbon sintered body was obtained. As a result, an electric double layer capacitor having a maximum current of 5 A was obtained. In the examples and comparative examples of the present invention, activated carbon powder having an average particle diameter of 5 μm was used. Due to the lower activity of the powder, conditions that accelerate sintering, such as higher temperatures, must be selected to obtain the same density. As a result, the pores inside the activated carbon are blocked by surface diffusion or volume diffusion during sintering, and the energy density becomes lower. As shown in the table, in the prior art, unlike the first embodiment of the present invention, the output is 6.0 V, 10 A and 2 V.
It is impossible to construct an electric double layer capacitor capable of supplying 0.1 A for 5 hours or more. On the other hand, according to the present invention, for example,
A large-capacity electric double layer capacitor capable of supplying energy of 10 A for 2 minutes and 0.1 A of 6.8 h can be formed. [Table 1] [Table 2] [Table 3] [Table 4] It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that the embodiments can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention. As described above, according to the present invention, the density of the polarizable electrode obtained by mixing and firing the activated carbon powder and the phenol resin is 0.50 to 0.70 (g / cm 3 ).
By disposing a low-density polarizable electrode adjusted to a density of 0.60 to 0.95 (g / cm 3 ) on the current collector side, a high-density polarizable electrode adjusted to a density of 0.60 to 0.95 (g / cm 3 ) is disposed on the current collector side. And a high energy density can be realized.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデン
サの基本セルを示す縦断面図である。
【図2】従来例に係る電気二重層コンデンサの基本セル
を示す縦断面図である。
【図3】従来例に係る電気二重層コンデンサを示す斜視
図である。
【図4】従来例に係る電気二重層コンデンサの基本セル
を示す縦断面図である。
【符号の説明】
9 高密度分極性電極
10 低密度分極性電極BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a basic cell of an electric double layer capacitor according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a basic cell of an electric double layer capacitor according to a conventional example. FIG. 3 is a perspective view showing an electric double layer capacitor according to a conventional example. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a basic cell of an electric double layer capacitor according to a conventional example. [Description of Signs] 9 High density polarizable electrode 10 Low density polarizable electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/058 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01G 9/058
Claims (1)
サであって、 前記分極性電極は、粉末活性炭とフェノール樹脂を混
合、焼成したものであり、該分極性電極の一面側がセパ
レータに、他面側が集電体にそれぞれ接触するように
し、 さらに前記分極性電極は、同じ粒径の粉末活性炭を用い
て活性炭とフェノール樹脂の重量比を異ならせることに
より、セパレータ側に0.50〜0.70(g/c
m3)の密度をもつ低密度の分極性電極を形成し、集電
体側に0.60〜0.95(g/cm3)の密度をもつ
高密度の分極性電極を形成して両分極性電極を積層した
ものであることを特徴とする電気二重層コンデンサ。(57) An electric double layer capacitor having a polarizable electrode, wherein the polarizable electrode is obtained by mixing powdered activated carbon and a phenol resin and firing the mixture. One side of the electrode contacts the separator and the other side contacts the current collector.
And further wherein the polarizable electrode, with powdered activated carbon of the same particle size
To make the weight ratio of activated carbon and phenolic resin different
More, the separator side 0.50 to 0.70 (g / c
m 3) density to form a polarizable electrode of low density with a, to form a high density of the polarizable electrodes having a density of 0.60~0.95 (g / cm 3) in the current collector side bisect An electric double layer capacitor characterized by laminating polar electrodes .
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|---|---|---|---|---|
| WO2023062656A1 (en) * | 2021-10-17 | 2023-04-20 | Log 9 Materials Scientific Private Limited | High density carbon electrodes for ultra capacitors |
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