[发明专利]电极、使用了该电极的双电层电容器以及电极的制造方法

说明书

本发明在混合碳粉末和纤维状碳而成的电极中，排除了树脂系粘合剂等的影响，使电阻减小，从而提供了电容特性优异的电极、使用了该电极的双电层电容器以及电极的制造方法。该制造方法具备分散工序，在该工序中，使粒径小于100nm的碳粉末和纤维状碳分散在溶剂中；或者，通过使溶液的喷射流彼此碰撞的处理或对所述溶液施加剪切应力和离心力的处理使粒径为100nm以上且小于10μm的经多孔质化处理后的碳粉末和纤维状碳分散在溶剂中。在此之后，其具备电极形成工序，在该工序中，将经分散工序的溶液涂敷至集电体上，从而得到碳粉末/纤维状碳的混合层。

技术领域

本发明涉及使用了碳材料的电极、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，使用碳粉末和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、存在于它们之间的隔膜以及各个电极的集电层构成。用于双电层电容器的代表性的电极使用了活性炭。

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材料的活性炭粉末中添加乙炔黑等导电性物质以及聚四氟乙烯、四氟乙烯树脂等树脂作为粘合剂并混合，然后加压成型，由此形成片状极化电极。另外，除此之外还可列举出：使溶剂包含该混合物、涂布在集电体上的方法(涂敷法)。

这种双电层电容器存在被认为是由于活性炭表面的官能团的反应而引起的电容在高温放置中会下降这样的问题。提出了用于解决该问题的提案(专利文献1)。

因此，以大电容化为目的，尝试了通过在将粒径超过1μm的活性炭和树脂系粘合剂混合后涂布在集电体上来制作极化性电极并用于双电层电容器(专利文献2)。

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

发明所要解决的问题

对于这种双电层电容器的电极来说，由于活性炭的粒径大因此扩散电阻提高，从而导致内阻、低温特性劣化。另外，在粒子大的活性炭与粘合剂形成电极的情况下，当单独使用树脂系粘合剂作为粘合剂时，难以提高电极密度，在低电阻化的方面不利。

因此，本发明的目的在于：提供在混合碳粉末和纤维状碳而成的电极中电极密度高、降低了扩散电阻的电极、使用了该电极的双电层电容器以及电极的制造方法。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明的电极的特征在于，其是通过将使平均粒径小于100nm的经多孔质化处理后的碳粉末和纤维状碳分散而成的溶液涂布在集电体上并将溶剂干燥而得到的。对于将混合碳粉末和纤维状碳而成的溶液涂布在集电体上并除去溶剂而得到的电极来说，纤维状碳起到类似粘合剂的作用，能够以均匀分散的状态保持碳粉末。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情况下，也可以按照不易对电阻产生影响的比例使用树脂系粘合剂，可以排除树脂系粘合剂对电阻的影响，从而可以降低所得到的电极的电阻。

本发明的电极的特征也可以在于，所述碳粉末的特征是对炭黑进行活化处理而得到的。

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。

所述纤维状碳相对于碳粉末与纤维状碳的总量可以含有10～55重量％。

所述经多孔质化处理后的碳粉末的孔中的中孔所占的比例可以为5～30％的范围。

本发明的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的粒径之比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150μm。