[发明专利]双电层电容器

说明书

技术领域

本发明涉及用于各种电子设备的双电层电容器(Electric doublecapacitor)。

背景技术

双电层电容器具备电容器元件，所述电容器元件具有阳极侧的可极化电极、阴极侧的可极化电极以及设置在这些电极之间的隔膜。两个可极化电极隔着隔膜相对配置。电容器元件中浸渗有驱动用电解液。

可极化电极一般含有活性炭。该活性炭的表面存在羧基、酚性羟基、羰基、醌基等官能团，这些表面官能团对双电层电容器的特性的影响很大。特别是具有由酸性表面官能团的量(羧基、羰基、酚性羟基、内酯基)多的活性炭形成的可极化电极层的双电层电容器，影响双电层电容器的电容的位点变大，其结果是准电容增大。

特开2000-169129号公报公开的现有双电层电容器中，通过将选自羧基、醌基、羟基和内酯基中的至少一种表面官能团的总量规定为相对于1克活性炭为0.2毫当量～1.00毫当量，从而可得到大电容。该电容器中，使用在碳酸亚丙酯等非质子极性溶剂中溶解季铵盐而成的溶液作为驱动用电解液。

特开平11-54376号公报和特开平11-54379号公报公开的双电层电容器，使用在碳酸亚丙酯等非质子极性溶剂中溶解脒盐而成的溶液作为驱动用电解液。该溶液与使用了季铵盐的溶液相比，电容器的电容增大。但是，这些文献提出的是电容器在常温下的特性，而没有关注在低温下的特性。

具备作为驱动用电解液的、使脒盐溶解于碳酸亚丙酯等非质子极性溶剂中而成的驱动用电解液、以及由酸性表面官能团多的活性炭形成的可极化电极层的现有双电层电容器，虽然具有大的准电容，但是在充放电可靠性试验时，由于在可极化电极层的表面上驱动用电解液与酸性表面官能团发生电化学反应，会生成很多反应物。该反应物会阻塞有助于电容的活性炭的位点，使电容变小并引起使电阻增加等的特性劣化。特别是在低温下该特性劣化显著地显现。

发明内容

双电层电容器具备：第一集电体、设置在第一集电体上的第一可极化电极层、第二集电体、设置在第二集电体上并与第一可极化电极层相对的第二可极化电极层、设置在第一可极化电极层和第二可极化电极层之间的绝缘性隔膜、以及浸渗到第一可极化电极层和第二可极化电极层中的驱动用电解液。可极化电极层主要含有由酚醛树脂制作的活性炭，且具有0.6μm以下的表面粗糙度和0.5g/cm³～0.7g/cm³的电极密度。

该双电层电容器即使在低温下特性劣化也很少，长期的可靠性优异。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的双电层电容器的局部剖切立体图。

图2A是第一实施方式的双电层电容器的可极化电极体的剖面图。

图2B是第一实施方式的双电层电容器的可极化电极体的剖面图。

图3A表示基于第一实施方式的双电层电容器的可极化电极层的表面粗糙度的、电极密度和在-30℃下的初始直流电阻的关系。

图3B表示基于第一实施方式的双电层电容器的可极化电极层的表面粗糙度的、电极密度和在-30℃下的直流电阻相对于初始直流电阻的变化率的关系。

图4表示本发明第二实施方式的双电层电容器的样品。

图5表示第二实施方式的样品在常温下的放电电容和直流电阻。

图6表示第二实施方式的样品在低温下的放电电容和直流电阻。

图7表示第四实施方式的双电层电容器的在25℃下的活性炭的平均粒径和体积电容密度的关系。

图8表示第四实施方式的双电层电容器的在25℃下的活性炭的平均粒径和直流电阻的关系。

图9表示第四实施方式的双电层电容器的在-30℃下的活性炭的平均粒径和体积电容密度的关系。

图10表示第四实施方式的双电层电容器的在-30℃下的活性炭的平均粒径和直流电阻的关系。

图11表示第四实施方式的双电层电容器的单位体积的电容密度和电阻的关系。

图12表示第四实施方式的双电层电容器的在-30℃下的活性炭的平均粒径和硬度以及直流电阻的关系。

附图标记说明

1  电容器元件

2  阳极引线

3  可极化电极体(第一可极化电极体)

3A 集电体(第一集电体)

3B 可极化电极层(第一可极化电极层)

4  阴极引线

5  可极化电极体(第二可极化电极体)

5A 集电体(第二集电体)

5B 可极化电极层(第二可极化电极层)

6  隔膜