[发明专利]用于双电层电容器的碳材料和双电层电容器

说明书

技术领域

本发明涉及碳材料，该碳材料用于双电层电容器内的可极化活性材料。

背景技术

近来，开发了表现出内阻降低且具有增大的电容量的双电层电容器。一直期望将该双电层电容器应用于例如电动车辆这样的电源用途(power usage)。双电层电容器基于的原理是，放置一对可极化电极以致在电解质溶液中互相面对，隔板插入其间以形成正电极和负电极，使得电荷积聚在双电层中，该双电层形成在正电极和负电极(即可极化电极)与电解质溶液之间的界面中。

这种双电层电容器公开在例如日本未审专利公开(特开)No.H11-317333、No.2002-25867和专利公开No.3689948中。

特开H11-317333公开了使用包含类似石墨的微晶碳的碳材料的双电层电容器。所述碳材料通过活化处理获得。所述微晶碳的层间距离为0.365nm-0.385nm的范围。

特开No.2002-25867公开了使用包含类似石墨的微晶碳的无孔碳的双电层电容器，所述微晶碳具有270m²/g或更小的比表面积并且微晶碳的层间距离d₀₀₂为0.360-0.380nm。

专利No.3689948公开了一种双电层电容器，该电容器包含，具有可极化电极材料的阴极，所述可极化电极材料主要由活性碳组成，具有碳材料的阳极，锂离子通过化学方法或电化学方法吸藏在所述碳材料上，所述碳材料能够吸藏或解吸锂离子，和含有锂盐的非水电解质溶液。

然而，存在的问题是，由在特开No.H11-317333中公开的由用于双电层电容器的碳材料制得的电容器具有大的内阻。而由在特开No.2002-25867中公开的用于双电层电容器的碳材料制得的电容器由于碳材料的小的比表面积而具有差的电解质溶液扩散性。因此，存在的问题是，电解质溶液和碳材料之间的电阻变大，且内阻增加。

发明内容

本发明考虑到上述状况来进行。因此本发明的目的是提供用于双电层电容器的碳材料和可表现出优异充电和放电性能的双电层电容器(具有大的电容量和小的内阻)。作为解决上述问题的研究结果，本发明人完成了关于用于双电层电容器的碳材料的发明。

本发明提供了用于双电层电容器的碳材料，该碳材料具有：

在300-1000m²/g范围的BET比表面积，

在0.360-0.380nm范围的碳的层间距离，和

2000cps或更大的碳强度。

此外，根据本发明的双电层电容器包含的碳材料具有：

在300-1000m²/g范围的BET比表面积，

在0.360-0.380nm范围的碳的层间距离，和

2000cps或更大的碳强度。

具体实施方式

在下文，虽然称为实施方式，但将更加具体地描述本发明。

(实施方式)

(用于双电层电容器的碳材料)

根据本发明的用于双电层电容器的碳材料是用作双电层电容器中的可极化活性材料的碳材料。

根据本发明的用于双电层电容器的碳材料具有0.360-0.380nm范围的碳的层间距离d₀₀₂，且在d₀₀₂的碳强度为2000cps或更大，以及具有300-1000m²/g范围的BET比表面积。即，根据本发明的碳材料包含类似石墨的微晶碳，并且其是种高致密性碳材料。同时，该碳材料选择性地具有孔隙或无定形结构。这种孔隙或无定形结构使根据本发明的用于双电层电容器的碳材料能够具有与公开在上述专利文献1和2(特开H11-317333和No.2002-25867)中的碳材料同样大的电容量和同样小的内阻。

由于根据本发明的可极化电极的电极材料(碳材料)具有300-1000m²/g范围的比表面积，因此内阻比专利文献1和2中的用于双电层电容器的碳材料低。然而，在双电层电容器使用具有小于270m²/g的BET比表面积的碳材料时，虽然有可能获得大的电容量但内阻由于电解质溶液内的迁移阻力的增加而增加。此外，在BET比表面积为1000m²/g或更大时，由于电容量和一般活性碳一样在孔隙内部显现，因此不可能获得大的电容量。根据本发明，碳材料的更优选BET比表面积为300-700m²/g的范围。