[发明专利]蓄电设备

说明书

本发明提供耐电压性优异并且能够进行高电压驱动的蓄电设备。蓄电设备具备电极和电解液，所述电极由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成，所述电解液包含由阳离子和阴离子构成的离子液体。

技术领域

本发明涉及使用了由包含碳材料的电极材料构成的电极的蓄电设备。

背景技术

近年，针对便携设备、混合动力车、电动车、家庭用蓄电用途等，电容器、锂离子二次电池等蓄电设备的研究开发正在积极进行。作为蓄电设备的电极材料，从环境的方面考虑，石墨、活性炭、碳纳米纤维或碳纳米管等碳材料被广泛使用。

下述的专利文献1中公开了，具有包含活性炭、导电辅助剂和粘合剂的可极化电极层的双电层电容器。作为所述导电辅助剂，记载有碳黑。所述粘合剂在电极中，起到使集电体与活性物质粘结的作用。此外，记载了专利文献1的双电层电容器可以进一步包含丙烯碳酸酯等电解液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/029865号

发明内容

发明所解决的技术问题

然而，近年，在电容器、锂离子二次电池等蓄电设备的领域中，需要高电压驱动等的进一步高性能化。特别是，已知电容器中的能量密度E由E＝1/2CV²(C：静电容量，V：电压)表示，因此通过增大驱动电压，可飞跃性地提高能量密度。

然而，专利文献1这样的双电层电容器存在难以进行高电压驱动这样的问题。

对于其原因，本发明人等进行了深入研究，结果发现，专利文献1这样的双电层电容器如果要进行高电压驱动，则粘合剂、电解液会分解，由此导致电容器性能劣化，或发生安全性问题。

本发明的目的是提供耐电压性优异并且能够进行高电压驱动的蓄电设备。

解决问题的技术手段

本发明的蓄电设备具备电极和电解液，所述电极由包含碳材料并且实质上不包含粘合剂的电极材料构成，所述电解液包含由阳离子和阴离子构成的离子液体。

在本发明的蓄电设备的一个特定方案中，所述离子液体的阳离子为选自1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓、n,n-二乙基-n-甲基-n-(2-甲氧基乙基)铵、1-甲基-1-丙基哌啶鎓、1-甲基-1-丙基-吡咯烷鎓、N-(2-甲氧基乙基)-N-甲基吡咯烷鎓、N,N,N-三甲基-N-丙基铵和1-乙基-3-甲基咪唑鎓中的至少1种。

在本发明的蓄电设备的另一特定方案中，所述离子液体的阳离子为1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。

在本发明的蓄电设备的另一特定方案中，所述离子液体的阴离子为选自双(氟磺酰基)亚胺、双(三氟甲磺酰基)亚胺、四氟硼酸盐和甲基膦酸盐中的至少1种。

在本发明的蓄电设备的另一特定方案中，在将所述碳材料0.2g填充至直径2cm的圆筒形注射器中的状态下，以16kN的压力进行压缩，从所述注射器中取出经过压缩的所述碳材料的总量并放入筛孔4.75mm的筛网中，将所述筛网振动1分钟，此时，振动后筛网上残留的所述碳材料的重量相对于投入筛网中的所述碳材料的重量100重量％为90重量％以上。

在本发明的蓄电设备的另一特定方案中，所述碳材料包含具有石墨烯叠层结构的碳材料。优选所述具有石墨烯叠层结构的碳材料为石墨或薄片化石墨。优选所述具有石墨烯叠层结构的碳材料为具有石墨结构并且石墨发生了部分性剥离的部分剥离型薄片化石墨。

在本发明的蓄电设备的另一特定方案中，所述碳材料包含树脂的碳化物。

在本发明的蓄电设备的另一特定方案中，其为双电层电容器或锂离子电容器。

发明效果