[发明专利]可极化电极

说明书

技术领域

本发明涉及可用作双电层电容器的电极的可极化电极。

背景技术

作为与以往的电容器相比具有大的电容、与电池相比输出高且循环特性等耐久性优异的蓄电装置，有机系双电层电容器(以下可简称为电容器)受到关注。该双电层电容器使用用以活性炭为原料的一对可极化电极(正极、负极)夹持隔膜而成的层合体，和浸泡该层合体的、将季铵盐溶解于有机溶剂得到的非水电解液。

但是，有机系电容器由于残留的稍许的水分等的影响，在使用中非水电解液分解，产生气体，因此耐久性降低，另外，伴随着气体的生成，活性炭或导电性助剂等微粒移动至非水电解液中，出现漏电流增加或发生短路的问题。并且，在电容器内部大量生成气体时，气体的气泡附着于可极化电极的活性炭表面，在可极化电极的表面发生离子不足，不仅有电容器全体的内阻增加或容量降低的问题，还可能引起电容器的漏液、破裂等事故。

因此，针对这些问题，为了不抑制气体生成本身但减弱生成的气体带来的影响，有人提出了在电容器容器内设置贮气空间(专利文献1)；在外壳内封入沸石等干燥剂(专利文献2)；在电容器容器中设置气体释放阀(专利文献3)等方案。但是，前两者使电容器的体积增大，后者可能通过释放阀使水分混入到电容器内部。

另一方面，作为抑制气体生成本身的尝试，人们提出了使存在于活性炭粉末表面的羧基、醌基、羟基和内酯基的表面官能团的量为1000μmol/g以下(专利文献4)；或向在电容器中使用的非水电解液中添加联苯(专利文献5)的方案。

但是，这些抑制气体生成的方法本身虽然在抑制气体生成的方面可见一定效果，但是在双电层电容器在气体生成增大的环境下，例如在汽车的发动机室等高温环境下或为实现高能量化而在高电压下使用时，有无法充分抑制气体生成的问题。

还有人提出了将双电层电容器的可极化电极表面用有机化合物被覆的技术，当然这并不是从抑制气体生成的角度考虑(专利文献6、专利文献7)。

但是，专利文献6的技术是在炭电极上涂布极性溶剂溶胀性树脂并成膜，发挥隔膜的功能。因此，如果极性溶剂溶胀性树脂层的厚度过薄则发生短路，无法实现隔膜的功能。因此，专利文献6的实施例中，将在电极上形成的极性溶剂溶胀性树脂层的厚度设定为非常厚的10μm左右，并且由于是隔膜，必须用极性溶剂溶胀性树脂层完全被覆电极表面，以防止发生短路。如果将专利文献6的技术应用于双电层电容器的活性炭的可极化电极，则会出现使电容器电阻值升高的结果。

专利文献7的技术是将含有电化学聚合性单体的电极被覆剂被覆在电极表面上，构成电容器，使通过进行电化学聚合形成的聚合膜发挥不降低静电容量而减少漏电流的聚合膜功能。但是，通过专利文献7的技术形成的聚合膜中会残留未反应的单体，这种情况下，伴随着电容器性能随时间的变化或单体的挥发，电容器内压可能升高。另外，专利文献7的技术必须采取繁杂的操作，因此作为工业化制备可极化电极的处理方法是不恰当的。如上所述，不得不说很难将专利文献6或专利文献7的技术应用于抑制双电层电容器的气体生成。

专利文献1：日本特开平9-162082号公报

专利文献2：日本特开平10-321483号公报

专利文献3：日本实开平1-73921号公报

专利文献4：日本特开2003-243265号公报

专利文献5：日本特开2004-146610号公报

专利文献6：日本特开2000-173875号公报

专利文献7：日本特开2002-64037号公报

发明内容

本发明的目的在于提供无需利用电化学聚合等繁杂的方法、通过简便的方法即可制备的可极化电极，该可极化电极在用于双电层电容器时可大幅抑制气体的生成。

本发明人进行了深入的研究，结果意外地发现：通过将可在用于双电层电容器的非水电解液中形成凝胶的凝胶形成性有机高分子化合物薄薄地被覆在可极化电极的表面这样极简单的方法，即可以实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明提供含有活性炭的可极化电极，其特征在于：其表面被厚度小于5μm的凝胶形成性有机高分子化合物的薄膜层被覆。

本发明的可极化电极的电极表面被小于特定厚度的非常薄的凝胶形成性有机高分子化合物的薄层被覆，因此制造上不需要繁杂的操作，并且在应用于双电层电容器时可大幅抑制气体的生成。结果，难以发生非水电解液的漏液或劣化故障，可提供显示良好的耐久性的电容器。并且，在电容器中无需特意设置贮气空间，因此可以提供小型化、高效率的电容器。

附图简述