[发明专利]用于双电层电容器的碳质材料和其制造方法

说明书

本发明提供对提高耐久性和提高耐电压而言有效的用于双电层电容器的碳质材料和其制造方法。本发明涉及用于双电层电容器的碳质材料，其是基于源自植物的碳前体的碳质材料，BET比表面积是1900~2500m²/g，通过氮气吸附法算出的平均细孔直径是2.2~2.6nm，通过MP法测定的具有2nm以下的细孔直径的微孔的细孔容积是0.84~1.30cm³/g，通过MP法测定的具有1~2nm的细孔直径的微孔的细孔容积相对于具有2nm以下的细孔直径的微孔的细孔容积的比例是25~50%，通过BJH法测定的具有2~50nm的细孔直径的介孔的细孔容积是0.16~0.4cm³/g。

技术领域

本专利申请要求针对日本专利申请第2016-222502号(申请日：2016年11月15日)的基于巴黎公约的优先权，在此通过参考的方式将其整体并入本说明书中。

本发明涉及用于双电层电容器的碳质材料和其制造方法，特别是涉及对提高耐久性和提高耐电压而言有效的用于双电层电容器的碳质材料和其制造方法。

背景技术

作为储能设备之一的双电层电容器利用不伴随化学反应而仅由物理的离子吸附脱附而得到的电容(双电层电容)，因此与电池相比，输出特性、寿命特性优异。根据该特性，大多开发为各种存储器的备份、利用自然能量的发电用途、UPS(Uninterruptible PowerSupply，不间断电源)等蓄电源用途。近年来，双电层电容器从上述的优异特性、和对环境问题的迫切应对方案之类的观点出发，作为电动汽车(EV)、混合动力车(HV)的辅助电源、再生能量的储存用途而受到关注。然而，这样的用于车载的双电层电容器不仅要求更高的能量密度，而且与民生用途相比还要求进一步提高在严苛使用条件下(例如温度环境)的高耐久性、静电容。

对这样的要求，报告了通过控制BET比表面积、平均细孔直径等而满足在严苛条件下的耐久性的双电层电容器。例如，专利文献1中，公开了具有特定范围的BET比表面积和细孔直径的活性炭，公开了将该活性炭用作电极的双电层电容器的单位体积的输出密度大，且耐久性优异。然而，还残留提高更长期的耐久性、降低内部阻抗（抵抗）等课题。此外，专利文献2中，公开了含有静电容和内部阻抗优异的活性炭的双电层电容器，但如果使用该文献中记载的活性炭，则由于细孔直径过大，导致电极的堆密度降低，单位体积的静电容有可能降低。

专利文献3中，公开了通过将赋活原料进行碱浸渍和清洗而调整所含有的碱金属成分，通过赋活而增加特定的细孔直径的细孔容积，通过控制BET比表面积和平均细孔直径，从而得到内部阻抗和输出密度优异、具有高耐久性的双电层电容器。

然而，该文献中记载的活性炭的情况下，关于阻抗得到了良好的结果，但单位体积的静电容有时不充分。

专利文献4和5中，公开了具有特定范围的BET比表面积、细孔直径和细孔直径分布的用于锂蓄电设备的正极的活性炭。这些文献中记载的活性炭是用于锂离子蓄电设备的正极的活性炭，因此难以应用于通常的双电层电容器，但在应用的情况下，由于该活性炭所具有的细孔容积、平均细孔直径，有可能耐久性不充分、或静电容降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4618929号公报

专利文献2：日本专利第5202460号公报

专利文献3：日本特开2011-176043号公报

专利文献4：日本专利第5317659号公报

专利文献5：日本专利第5463144号公报。

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述实际情况而进行，课题在于，提供对提高耐久性和提高耐电压而言有效的用于双电层电容器的碳质材料和其制造方法。