[发明专利]电极、使用了该电极的双电层电容器及电极的制造方法

说明书

本发明在混合了碳粉末和纤维状碳的电极中排除了树脂系及其它粘合剂和导电辅助材料等的影响，使电阻减小，从而提供了容量特性优异的电极、使用了该电极的双电层电容器、以及电极的制造方法。该电极的制造方法具备：使粒径小于100nm的碳粉末和纤维状碳分散在溶剂中的分散工序；利用使溶液的喷射流彼此冲撞的处理、或者对所述溶液施加剪切应力和离心力的处理使碳粉末和纤维状碳分散在溶剂中的分散工序。之后，具备片材形成工序，其通过将经分散工序的溶液过滤而得到碳粉末/纤维状碳片材。

技术领域

本发明涉及利用了碳材料的电极、使用了该电极的双电层电容器、以及电极的制造方法。尤其是使用碳粉末及纤维状碳作为碳材料。

背景技术

以往，双电层电容器由一对电极、存在于其间的隔膜、以及各个电极的集电层构成。在用于双电层电容器的代表性的电极中，一直使用碳粉末或纤维状碳等碳材料。

用于该双电层电容器的电极的制造方法已知有下述方法：在作为代表性的电极的材料的活性炭粉末中添加乙炔黑等导电性物质以及作为粘合剂的聚四氟乙烯、四氟乙烯树脂等树脂、并混合后，加压成型，形成片材状极化电极。另外，除此之外，有使该混合物包含在溶剂中、涂布于集电体的方法(涂敷法)。

这样的双电层电容器存在被认为是由活性炭表面的官能团的反应引起的高温放置中的容量下降的问题。虽然已经提出了用于解决该问题的方案，但是，并不充分。另一方面，存在下述见解：碳纳米管由于这样的官能团少，因此与活性炭相比寿命特性良好。

因此，以大容量化为目的，尝试了使用将活性炭、碳纳米管与树脂系粘合剂混合后加压成型而形成的片材状极化电极。

专利文献1：日本特开2001-237149号公报

专利文献2：日本特开2000-124079号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述双电层电容器的电极在加压成型时、或将活性炭粉末等的混合溶液涂布于集电体时，使用了树脂系粘合剂。但是，树脂系粘合剂在电极的低电阻化方面，作为杂质起作用，因此，使用树脂系粘合剂而得到的电极具有成为高电阻的问题。

因此，本发明的目的在于，提供在混合了碳粉末和纤维状碳的电极中减小了电阻的电极、使用了该电极的双电层电容器、以及电极的制造方法。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的电极的特征在于，其通过将分散有平均粒径小于100nm的经多孔质化处理的碳粉末和纤维状碳的溶液中的溶剂除去而得到。另外，也可以过滤溶液而除去溶剂。在从混合有碳粉末和纤维状碳的溶液中除去溶剂而得到的电极中，纤维状碳起粘合剂的作用。纤维状碳也可以与树脂系粘合剂并用，因此即使在使用树脂系粘合剂时，也可以以对电阻难以产生影响的比例使用树脂系粘合剂，能排除树脂系粘合剂对电阻的影响，因此能够降低所得到的电极的电阻。

所述碳粉末的特征可以在于，其是将炭黑进行了活化处理而得到的碳粉末。

碳粉末与纤维状碳可以被高度分散，其电极密度可以为0.48g/cc以上。

相对于碳粉末与纤维状碳的总量，可以含有10～30重量％的所述纤维状碳。

所述经多孔质化处理的碳粉末的孔中，介孔所占的比例可以是5～55％的范围。

上述电极的特征也可以在于，构成电极的碳粉末与纤维状碳的凝聚体的粒度分布具有单一的峰，所述粒度分布的50％累计值D50的粒径与90％累计值D90的粒径的比D90/D50为2.5以下。

所述粒度分布的90％累计值D90的粒径可以小于110μm。

构成电极的所述纤维状碳彼此的间隔可以为2μm以下。