JPH0666232B2 - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH0666232B2 JPH0666232B2 JP60045444A JP4544485A JPH0666232B2 JP H0666232 B2 JPH0666232 B2 JP H0666232B2 JP 60045444 A JP60045444 A JP 60045444A JP 4544485 A JP4544485 A JP 4544485A JP H0666232 B2 JPH0666232 B2 JP H0666232B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエネルギー・ストレージ用素子として用いられ
る電気二重層コンデンサに関するものである。
る電気二重層コンデンサに関するものである。
従来の技術 近年、電気二重層コンデンサは半導体メモリーの急速な
需要の伸びに伴い、瞬時停電時のメモリーのバック・ア
ップ用素子として注目されている。
需要の伸びに伴い、瞬時停電時のメモリーのバック・ア
ップ用素子として注目されている。
以下図面を参照しながら、前述したような従来の電気二
重層コンデンサについて説明する。
重層コンデンサについて説明する。
第３図は、一般的な電気二重層コンデンサの概略を示す
ものである。第３図において、１は炭素繊維や活性炭繊
維からなる一対の分極性電極、２は導電電極である。３
は一対の分極性電極１間の絶縁を保ち、かつ電解液の保
持の役目を兼ねたセパレータである。この分極性電極１
と導電電極２とからなる電極間に、プロピレンカーボネ
ート，γ−ブチロラクトン，１，３−ジオキソランのう
ちから選択された１種もしくはそれ以上からなる有機溶
媒にテトラエチルアンモニウム塩を溶解させた電解液を
含浸させ、セパレータ３を介在させて巻回又は積層して
いる。
ものである。第３図において、１は炭素繊維や活性炭繊
維からなる一対の分極性電極、２は導電電極である。３
は一対の分極性電極１間の絶縁を保ち、かつ電解液の保
持の役目を兼ねたセパレータである。この分極性電極１
と導電電極２とからなる電極間に、プロピレンカーボネ
ート，γ−ブチロラクトン，１，３−ジオキソランのう
ちから選択された１種もしくはそれ以上からなる有機溶
媒にテトラエチルアンモニウム塩を溶解させた電解液を
含浸させ、セパレータ３を介在させて巻回又は積層して
いる。
以上のように構成された電気二重層コンデンサについ
て、以下その原理について説明する。
て、以下その原理について説明する。
一般に、電極系を構成している電極と溶液の界面をミク
ロ的にみると、異なった性質をもった層が形成されてい
るといわれている。相異なる二相が接触すると、界面に
正負の電荷が極めて短い距離を隔てて相対して分布す
る。この界面近傍の電荷の分布した層を電気二重層と呼
んでいる。電気二重層コンデンサは、この電気二重層に
電圧を加え、電荷を蓄積させる構成にしたものである。
ロ的にみると、異なった性質をもった層が形成されてい
るといわれている。相異なる二相が接触すると、界面に
正負の電荷が極めて短い距離を隔てて相対して分布す
る。この界面近傍の電荷の分布した層を電気二重層と呼
んでいる。電気二重層コンデンサは、この電気二重層に
電圧を加え、電荷を蓄積させる構成にしたものである。
発明が解決しようとする問題点 ここで電気二重層コンデンサに印加可能な電圧は使用す
る電解液の系で異なる。一般に、水溶液系電解液を用い
た場合、その素子に印加可能な電圧は水の分解電圧によ
って制限されその値は約２Ｖ以下である。一方有機系電
解液を用いた場合、印加可能な電圧は約３Ｖであり水溶
性系に比べかなり優位である。しかし実用面では2.5Ｖ
以下の印加電圧で用いないと、電解液の電気分解、特に
溶媒が還元され重合反応やガス発生を起こし、液モレや
直流抵抗の増加あるいは容量の減少といった不都合を生
じる。
る電解液の系で異なる。一般に、水溶液系電解液を用い
た場合、その素子に印加可能な電圧は水の分解電圧によ
って制限されその値は約２Ｖ以下である。一方有機系電
解液を用いた場合、印加可能な電圧は約３Ｖであり水溶
性系に比べかなり優位である。しかし実用面では2.5Ｖ
以下の印加電圧で用いないと、電解液の電気分解、特に
溶媒が還元され重合反応やガス発生を起こし、液モレや
直流抵抗の増加あるいは容量の減少といった不都合を生
じる。
本発明は上記欠点に鑑み、2.5Ｖよりも高い電圧を印加
しても特性の劣化が生じない電気二重層コンデンサを提
供するものである。
しても特性の劣化が生じない電気二重層コンデンサを提
供するものである。
問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の電気二重層コンデ
ンサはそれぞれの片面に導電電極を形成した炭素繊維や
活性炭繊維からなる一対の分極性電極に、テトラエチル
アンモニウムの四弗化ホウ酸塩あるいは六弗化リン酸塩
を３メチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに溶解
した電解液を含浸させて構成したものである。
ンサはそれぞれの片面に導電電極を形成した炭素繊維や
活性炭繊維からなる一対の分極性電極に、テトラエチル
アンモニウムの四弗化ホウ酸塩あるいは六弗化リン酸塩
を３メチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに溶解
した電解液を含浸させて構成したものである。
作用 電気二重層コンデサンサの耐電圧を高くするためには、
電解液の酸化・還元限界電位が十分広いことが必要であ
る。第２図は電解質にテトラエチルアンモニウムの四弗
化ホウ酸塩をプロピレンカーボネートと３−メチル−
１，３−オキサゾリジン−２−オンのそれぞれの溶媒に
１５wt％溶解させ、その電流−電位曲線をグラファイト
電解を用いて測定したものである。第２図の酸化限界電
位は電解質の四弗化ホウ酸イオンの放電（BF4 -→BF4 ・＋
e-）によるもので、一方の還元限界電位は異なった電位
で立ち上っていることから溶剤の分解によるものと考え
られる。
電解液の酸化・還元限界電位が十分広いことが必要であ
る。第２図は電解質にテトラエチルアンモニウムの四弗
化ホウ酸塩をプロピレンカーボネートと３−メチル−
１，３−オキサゾリジン−２−オンのそれぞれの溶媒に
１５wt％溶解させ、その電流−電位曲線をグラファイト
電解を用いて測定したものである。第２図の酸化限界電
位は電解質の四弗化ホウ酸イオンの放電（BF4 -→BF4 ・＋
e-）によるもので、一方の還元限界電位は異なった電位
で立ち上っていることから溶剤の分解によるものと考え
られる。
第２図の還元限界電位はプロピレンカーボネートよりも
３−メチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンの方が
より陰電位であることから、電解液の分解電圧は溶媒に
３−メチル１，３−オキサゾリジンを用いた方が広いこ
とがわかる。
３−メチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンの方が
より陰電位であることから、電解液の分解電圧は溶媒に
３−メチル１，３−オキサゾリジンを用いた方が広いこ
とがわかる。
実施例 以下、具体的実施例により本発明を説明する。
〔実施例１〕 第１図に示すようにフェノール系活性炭繊維製の布（厚
さ0.5mm，比表面積2000m2／gr）からなる一対の分極性
電極１の表面に、厚さ５μｍのアルミニウム層をプラズ
マ溶射して導電電極２を形成する。この２層構造物を直
径２cmの円板状に打ち抜き型で抜き取り電極体を得る。
この電極体に、３−メチル−１，３オキサゾリジン−２
−オンにテトラエチルアンモニウムの六弗化リン酸塩
（Et4NPF6）１０wt%を溶解した組成からなる電解液を含
浸させた後、間にセパレータ３を介在させて重ね合わ
せ、更にこれをステンレスケース４で挾み、そしてその
ケース４の開口端にガスケット５を配置すると共に、か
しめによって封口を行う。第１表に、この発明による電
気二重層コンデンサに８５℃恒温槽中で2.8Ｖの一定電
圧を印加し、１０００時間後の特性変化を測定した結果
を示す。
さ0.5mm，比表面積2000m2／gr）からなる一対の分極性
電極１の表面に、厚さ５μｍのアルミニウム層をプラズ
マ溶射して導電電極２を形成する。この２層構造物を直
径２cmの円板状に打ち抜き型で抜き取り電極体を得る。
この電極体に、３−メチル−１，３オキサゾリジン−２
−オンにテトラエチルアンモニウムの六弗化リン酸塩
（Et4NPF6）１０wt%を溶解した組成からなる電解液を含
浸させた後、間にセパレータ３を介在させて重ね合わ
せ、更にこれをステンレスケース４で挾み、そしてその
ケース４の開口端にガスケット５を配置すると共に、か
しめによって封口を行う。第１表に、この発明による電
気二重層コンデンサに８５℃恒温槽中で2.8Ｖの一定電
圧を印加し、１０００時間後の特性変化を測定した結果
を示す。
同じく第１表には、比較のために従来の電解液としてプ
ロピレンカーボネートにテトラエチルアンモニウムの六
弗化リン酸塩を加え溶解したものを含浸させた電気二重
層デンデンサについても同上の測定を行いその結果を示
す。
ロピレンカーボネートにテトラエチルアンモニウムの六
弗化リン酸塩を加え溶解したものを含浸させた電気二重
層デンデンサについても同上の測定を行いその結果を示
す。
〔実施例２〕 実施例１の電解液の部分に変更し、３−メチル−１，３
−オキサゾリジン−２−オンにテトラエキチルアンモニ
ウムの四弗化ホウ酸塩（Et4NBF4）１０wt%を溶解してな
る電解液とした。
−オキサゾリジン−２−オンにテトラエキチルアンモニ
ウムの四弗化ホウ酸塩（Et4NBF4）１０wt%を溶解してな
る電解液とした。
比較のための電解液は、プロピレンカーボネートにテト
ラエチルアンモニウムの四弗化ホウ酸塩（Et4NBF4）１
０wt%を溶解してなる電解液とし、実施例１と同様の試
験と測定を行った。結果を第１表に示す。
ラエチルアンモニウムの四弗化ホウ酸塩（Et4NBF4）１
０wt%を溶解してなる電解液とし、実施例１と同様の試
験と測定を行った。結果を第１表に示す。
実施例１，２の結果から判るように、いずれの場合も１
０００時間後の特性変化は本発明品の方が従来品に比べ
はるかに小さい値となっている。つまり電解液の分解電
圧が広くなったため、2.8Ｖ印加しても電解液が反応し
なくなったことを示している。
０００時間後の特性変化は本発明品の方が従来品に比べ
はるかに小さい値となっている。つまり電解液の分解電
圧が広くなったため、2.8Ｖ印加しても電解液が反応し
なくなったことを示している。
以上のように本実施例によれば、電解液の溶媒をプロプ
ピレンカーボネートから３−メチル−１，３−オキサゾ
リジン−２−オンに変えることにより、電気二重コンデ
ンサの耐電圧を高くすることができる。
ピレンカーボネートから３−メチル−１，３−オキサゾ
リジン−２−オンに変えることにより、電気二重コンデ
ンサの耐電圧を高くすることができる。
発明の効果 以上のように本発明は、電気二重層コンデンサの電解液
としてテトラエチルアンモニウムの四弗化ホウ酸塩ある
いは六弗化リン酸塩を３−メチル−１，３−オキサゾリ
ジン−２−オンに溶解した組成とすることにより、耐電
圧の高い電気二重層コンデンサを得ることが可能とな
り、その実用的価値は極めて大である。
としてテトラエチルアンモニウムの四弗化ホウ酸塩ある
いは六弗化リン酸塩を３−メチル−１，３−オキサゾリ
ジン−２−オンに溶解した組成とすることにより、耐電
圧の高い電気二重層コンデンサを得ることが可能とな
り、その実用的価値は極めて大である。
第１図は本発明の一実施例における電気二重層コンデン
サの断面図、第２図はテトラエチルアンモニウムの四弗
化ホウ酸塩を３−メチル−１，３−オキサゾリジン−２
−オンとプロピレンカーボネートに溶解した電解液の電
流−電位曲線図、第３図は一般的な電気二重層コンデン
サの概略図である。 １……分極性電極、２……導電電極。
サの断面図、第２図はテトラエチルアンモニウムの四弗
化ホウ酸塩を３−メチル−１，３−オキサゾリジン−２
−オンとプロピレンカーボネートに溶解した電解液の電
流−電位曲線図、第３図は一般的な電気二重層コンデン
サの概略図である。 １……分極性電極、２……導電電極。
Claims (1)
- 【請求項１】それぞれの片面に導電電極を形成した炭素
繊維や活性炭繊維からなる一対の分極性電極に、テトラ
エチルアンモニウムの四弗化ホウ酸塩あるいは六弗化リ
ン酸塩を３−メチル−１，３−オキサゾリジン−２−オ
ンに溶解した電解液を含浸させて構成したことを特徴と
する電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60045444A JPH0666232B2 (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60045444A JPH0666232B2 (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204928A JPS61204928A (ja) | 1986-09-11 |
| JPH0666232B2 true JPH0666232B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=12719498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60045444A Expired - Lifetime JPH0666232B2 (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666232B2 (ja) |
-
1985
- 1985-03-07 JP JP60045444A patent/JPH0666232B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61204928A (ja) | 1986-09-11 |
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