[发明专利]双电层电容器

说明书

一种双电层电容器，在60℃、3.5V的定电流定电压连续充电试验中放电容量维持率能够维持在80％以上的时间为1000小时以上，该双电层电容器中，正极含有石墨作为正极活性物质，正极侧的集电体是铝材，所述铝材由非晶碳覆盖膜覆盖，所述非晶碳覆盖膜的厚度为60nm以上且300nm以下。

技术领域

本发明涉及一种双电层电容器。

背景技术

以往，作为储藏电能的技术，已知双电层电容器(例如，参照专利文献1)、二次电池。双电层电容器的寿命、安全性、输出密度显著优于二次电池。但是，相比二次电池，双电层电容器存在能量密度(体积能量密度)低的课题。

在此，使用电容器的静电电容(C)和施加电压(V)，将积存于双电层电容器的能量(E)表达为E＝1/2×C×V²，能量与静电电容和施加电压的平方成比例。因此，为了改善双电层电容器的能量密度，提出提高双电层电容器的静电电容、施加电压的技术。

作为提高双电层电容器的静电电容的技术，已知使构成双电层电容器的电极的活性炭的比表面积增大的技术。目前，已知的活性炭的比表面积是1000m²/g～2500m²/g。在将这种活性炭用于电极的双电层电容器中，作为电解液，使用将季铵盐溶解于有机溶剂而成的有机电解液、硫酸等水溶液电解液等。

因为有机电解液能够使用的电压范围宽，所以能够提高施加电压，能够提高能量密度。

作为提高对双电层电容器的施加电压的技术，已知利用了双电层电容器的原理的锂离子电容器。负极使用能够嵌入及脱嵌锂离子的石墨或碳，正极使用与能够吸引和解吸电解质离子的双电层电容器的电极材料相同的活性炭，这被称为锂离子电容器。另外，对正极或负极的任一方使用与双电层电容器的电极材料相同的活性炭，另一方电极作为引起法拉第反应的电极，使用金属氧化物、导电性高分子，这被称为混合型电容器。就锂离子电容器而言，构成双电层电容器的电极中，负极由作为锂离子二次电池的负极材料的石墨、硬碳等构成，且为向该石墨、硬碳内插入有锂离子的电极。相比一般的双电层电容器、即两极由活性炭构成的双电层电容器，锂离子电容器具有施加电压大的特征。但是，在电极使用了石墨的情况下，存在作为电解液不能使用碳酸丙烯酯的课题。在电极使用了石墨的情况下，碳酸丙烯酯电分解，碳酸丙烯酯的分解生成物附着于石墨的表面，锂离子的可逆性降低。碳酸丙烯酯为即使在低温情况下也能够工作的溶剂。在将碳酸丙烯酯应用于双电层电容器的情况下，该双电层电容器即使在-40℃也能够工作。在此，作为锂离子电容器，电极使用不易使碳酸丙烯酯分解的硬碳。但是，就硬碳而言，相比石墨，电极的单位体积的容量低，电压也比石墨低(成为阳电势)。因此，存在锂离子电容器的能量密度降低等课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-046584号公报

专利文献2：日本特开2010-040180号公报

专利文献3：日本专利第5578925号

专利文献4：日本专利第4194052号

专利文献5：日本特开2014-080685号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，现有的使用活性炭作为正极及负极的活性物质的双电层电容器中，难以进行进一步的高能量密度化。这是因为，在使用了活性炭的现有的双电层电容器中，虽然在2.5～2.7V的范围内使用，但是一旦超过3.0V，活性炭内部的水分、活性炭表面的官能团会分解，产生气体，因此难以提高施加电压。