[发明专利]电容器及电容器用电极

说明书

本发明提供一种电容器，其是通过实现高容量化及高电压化来得到高能量密度化且耐电压性优异的电容器，其至少由正极、负极以及电解质构成。正极包含正极活性物质，并且负极包含负极活性物质。正极活性物质和负极活性物质包含石墨烯多孔碳块。石墨烯多孔碳块是由石墨烯构成的多孔碳块，正极侧的集流体和负极侧的集流体是铝材，铝材被非晶碳覆膜覆盖，非晶碳覆膜的厚度为60nm以上且300nm以下。

技术领域

本发明涉及电容器以及电容器用电极。

本申请基于2018年10月19日向日本申请的特愿2018-197974号主张优先权，将该日本申请的内容引用于本发明中。

背景技术

以往，作为储存电能的技术，已知有双电层电容器(例如参照专利文献1)以及二次电池。双电层电容器(EDLC：Electric double-layer capacitor)的寿命、安全性以及输出密度与二次电池相比格外优异。但是，双电层电容器存在与二次电池相比能量密度(体积能量密度)低这样的问题。

在此，储存在双电层电容器中的能量(E)使用电容器的电容(C)以及施加电压(V)表示为E＝1/2×C×V2，能量与电容以及施加电压的二次方之间成比例。因此，为了改善双电层电容器的能量密度，提出了提高双电层电容器的电容、施加电压的技术。

作为提高双电层电容器的电容的技术，已知有增大构成双电层电容器的电极的活性炭的比表面积的技术。当前，已知的活性炭的比表面积为1000m²/g～2500m²/g。在将这样的活性炭用于电极的双电层电容器中，使用了将季铵盐溶解在有机溶剂中得到的有机电解液、硫酸等水溶液电解液等作为电解液。

由于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，从而能够提高能量密度。

作为提高了施加电压的电容器，已知有锂离子电容器。

使用能够嵌入或脱嵌锂离子的石墨或碳作为负极且使用与能够吸附电解质离子或使电解质离子脱离的双电层电容器的电极材料同等的活性炭作为正极的电容器被称为锂离子电容器。锂离子电容器具有施加电压比通常的双电层电容器亦即两个电极由活性炭构成的电容器更大这样的特征。

另外，作为提高了施加电压的电容器，开发了将被非晶碳覆膜覆盖的铝材用作集流体且代替活性炭将石墨用作正极活性物质的电容器(参照专利文献2)。

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：日本特许第6167243号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于以往的使用了活性炭的双电层电容器，充电电压为2.5V～2.7V。若以该电压范围以上的电压充电，则电解液变得容易分解，因此存在充电电压被限制在2.7V以下这样的问题。另一方面，对于将石墨用作负极或正极的电容器，由于利用使电解质离子插入石墨的层间以及使电解质离子从石墨的层间脱离的反应，所以电解液的溶剂以及电解质离子的种类存在限制。因此，提高施加电压存在极限。

另外，以往的电容器中，使用粉末状的活性物质在集流体上制作活性物质层、制作电极，因此粘合剂(binder)在电极构成上是必需材料。但是，在提高了施加电压的情况下，粘合剂变得容易分解等，导致稳定性降低，因此在提高施加电压方面存在技术问题。

本发明是鉴于上述情况而做出的发明，本发明的目的在于提供一种通过实现高容量化以及高电压化而得到高能量密度化且耐电压性优异的电容器以及电容器用电极。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明提供下列各项技术方案。

项1.本发明的第一方式的电容器，其至少由正极、负极以及电解质构成，

正极包含正极活性物质，并且负极包含负极活性物质，