JP2000138141A - 電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 嵩密度が高く、体積当たりの静電容量の大き
い分極性電極を形成し得る電気二重層キャパシタ分極性
電極用炭素多孔体を提供すること。 【解決手段】 やしがら、フェノール樹脂又はピッチを
原料として、不活性雰囲気で乾留及び炭化し、その後賦
活して活性炭を得る工程；次いで上記の活性炭を、炭化
水素を含む不活性雰囲気中又は炭化水素気流中で熱処理
を行い、活性炭の細孔表面に熱分解炭素を析出させる工
程を有することを特徴とする炭素多孔体の製造方法。
い分極性電極を形成し得る電気二重層キャパシタ分極性
電極用炭素多孔体を提供すること。 【解決手段】 やしがら、フェノール樹脂又はピッチを
原料として、不活性雰囲気で乾留及び炭化し、その後賦
活して活性炭を得る工程；次いで上記の活性炭を、炭化
水素を含む不活性雰囲気中又は炭化水素気流中で熱処理
を行い、活性炭の細孔表面に熱分解炭素を析出させる工
程を有することを特徴とする炭素多孔体の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素多孔質体の製
造方法に関し、更に詳しくは電気二重層キャパシタ分極
性電極として高い電気容量を示す炭素多孔体を提供する
ことを目的としている。
造方法に関し、更に詳しくは電気二重層キャパシタ分極
性電極として高い電気容量を示す炭素多孔体を提供する
ことを目的としている。
【０００２】
【従来の技術】１９７０年代後半から、電子機器の小型
化と、これらの機器へのマイクロコンピューターの導
入、半導体メモリーの採用等が進められ、それらマイク
ロコンピューターやメモリのバックアップ電源として、
電気二重層キャパシタが広く使用されている。この電気
二重層キャパシタは、活性炭電極と電解液との界面電気
二重層に蓄積される電荷を利用した大容量コンデンサで
ある。
化と、これらの機器へのマイクロコンピューターの導
入、半導体メモリーの採用等が進められ、それらマイク
ロコンピューターやメモリのバックアップ電源として、
電気二重層キャパシタが広く使用されている。この電気
二重層キャパシタは、活性炭電極と電解液との界面電気
二重層に蓄積される電荷を利用した大容量コンデンサで
ある。
【０００３】更に近年、電気二重層キャパシタについて
大容量及び低抵抗化の技術が開発されたことで、数十ｋ
Ｗの大電力が秒オーダーで充放電可能になってきた。こ
れにより、電気二重層キャパシタは、電気自動車の補助
電源やハイブリッド自動車のエネルギー回生用電源、電
力貯蔵等、様々な応用が期待されている。
大容量及び低抵抗化の技術が開発されたことで、数十ｋ
Ｗの大電力が秒オーダーで充放電可能になってきた。こ
れにより、電気二重層キャパシタは、電気自動車の補助
電源やハイブリッド自動車のエネルギー回生用電源、電
力貯蔵等、様々な応用が期待されている。
【０００４】電気二重層キャパシタは、電気二重層が平
板コンデンサのように電荷を蓄積するという性質を利用
している。動作原理は、簡易的にヘルムホルツのモデル
で説明することができ、その電気容量（Ｃ）は、以下の
ような式で表される。
板コンデンサのように電荷を蓄積するという性質を利用
している。動作原理は、簡易的にヘルムホルツのモデル
で説明することができ、その電気容量（Ｃ）は、以下の
ような式で表される。
【数１】 （ε：電解液の誘電率、δ：電気二重層の厚さ、Ｓ：電
極界面の表面積）
極界面の表面積）
【０００５】この式から、比表面積が大きく、高導電性
で電気化学的に安定な活性炭を分極性電極として用いる
と、小型で大容量のコンデンサ「電気二重層キャパシ
タ」を得ることができることが判る。従来これら活性炭
は、やしがら、フェノール樹脂、石油系或いは石炭系の
ピッチを原料として、それを乾留及び炭化した後、水蒸
気或いは二酸化炭素等のガスで賦活したり、薬液賦活を
することによって製造されてきた。これら活性炭の現状
では、３，０００ｍ2／ｇ程度の比表面積の大きな活性
炭を用いると、１８０Ｆ／ｇ程度の容量を示す分極性電
極となる。
で電気化学的に安定な活性炭を分極性電極として用いる
と、小型で大容量のコンデンサ「電気二重層キャパシ
タ」を得ることができることが判る。従来これら活性炭
は、やしがら、フェノール樹脂、石油系或いは石炭系の
ピッチを原料として、それを乾留及び炭化した後、水蒸
気或いは二酸化炭素等のガスで賦活したり、薬液賦活を
することによって製造されてきた。これら活性炭の現状
では、３，０００ｍ2／ｇ程度の比表面積の大きな活性
炭を用いると、１８０Ｆ／ｇ程度の容量を示す分極性電
極となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、比表面積が
３，０００ｍ2／ｇ程度の活性炭では、嵩密度が０．３
ｇ／ｃｍ3と小さく、体積当たりの容量が５０Ｆ／ｃｍ3
程度となり、装置の小型化の点で問題となる。従って、
小型で大容量の電気二重層キャパシタを製造するために
は、嵩密度の大きく且つ高い電気容量の炭素多孔体が望
まれる。
３，０００ｍ2／ｇ程度の活性炭では、嵩密度が０．３
ｇ／ｃｍ3と小さく、体積当たりの容量が５０Ｆ／ｃｍ3
程度となり、装置の小型化の点で問題となる。従って、
小型で大容量の電気二重層キャパシタを製造するために
は、嵩密度の大きく且つ高い電気容量の炭素多孔体が望
まれる。
【０００７】上記活性炭の表面をミクロに観察すると、
グラファイト層面が表面に直角に配列している部分と平
行に配列している部分とに分けられる。前者の方が後者
よりも二重層容量の発現が１０倍以上大きくなること
が、J.RandinらによってJ.Electroan.Chem.,36,p257(19
72)に示されている。しかし、活性炭を製造する際の賦
活は、これらミクロ的には直角に配列している部分で優
先的に起こり、細孔内壁のミクロ構造は、平行に配列し
た組織が多くなってしまう。そのため、かなり比表面積
を大きくしないと大容量の電気容量を得られない。
グラファイト層面が表面に直角に配列している部分と平
行に配列している部分とに分けられる。前者の方が後者
よりも二重層容量の発現が１０倍以上大きくなること
が、J.RandinらによってJ.Electroan.Chem.,36,p257(19
72)に示されている。しかし、活性炭を製造する際の賦
活は、これらミクロ的には直角に配列している部分で優
先的に起こり、細孔内壁のミクロ構造は、平行に配列し
た組織が多くなってしまう。そのため、かなり比表面積
を大きくしないと大容量の電気容量を得られない。
【０００８】本発明者は、鋭意検討の結果、これらミク
ロ構造のエッジコントロールを熱分解炭素を、活性炭の
細孔表面に析出させることによって行なうことを検討し
た。熱分解炭素を電気二重層キャパシタに適用した例と
しては、特開平２−６６９１７号公報や、特開平８−１
１９６１４号公報等に記載されているが、これらは何れ
も電気伝導性を良くするために、カーボンブラックを使
用した例であり、上記のような活性炭のエッジコントロ
ールを行ったものではない。従って本発明の目的は、嵩
密度が高く、体積当たりの静電容量の大きい分極性電極
を形成し得る電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多
孔体（以下単に炭素多孔体という）を提供することを目
的とする。
ロ構造のエッジコントロールを熱分解炭素を、活性炭の
細孔表面に析出させることによって行なうことを検討し
た。熱分解炭素を電気二重層キャパシタに適用した例と
しては、特開平２−６６９１７号公報や、特開平８−１
１９６１４号公報等に記載されているが、これらは何れ
も電気伝導性を良くするために、カーボンブラックを使
用した例であり、上記のような活性炭のエッジコントロ
ールを行ったものではない。従って本発明の目的は、嵩
密度が高く、体積当たりの静電容量の大きい分極性電極
を形成し得る電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多
孔体（以下単に炭素多孔体という）を提供することを目
的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、やしがら、フェ
ノール樹脂又はピッチを原料として、不活性雰囲気で乾
留及び炭化し、その後賦活して活性炭を得る工程；次い
で上記の活性炭を、炭化水素を含む不活性雰囲気中又は
炭化水素気流中で熱処理を行い、活性炭の細孔表面に熱
分解炭素を析出させる工程を有することを特徴とする炭
素多孔体の製造方法、該方法で得られる炭素多孔体、及
び該炭素多孔体を電極の構成要素としている電気二重層
キャパシタを提供する。
によって達成される。即ち、本発明は、やしがら、フェ
ノール樹脂又はピッチを原料として、不活性雰囲気で乾
留及び炭化し、その後賦活して活性炭を得る工程；次い
で上記の活性炭を、炭化水素を含む不活性雰囲気中又は
炭化水素気流中で熱処理を行い、活性炭の細孔表面に熱
分解炭素を析出させる工程を有することを特徴とする炭
素多孔体の製造方法、該方法で得られる炭素多孔体、及
び該炭素多孔体を電極の構成要素としている電気二重層
キャパシタを提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明を更に詳細に説明する。本発明の炭素多孔体は、
やしがら、フェノール樹脂或いはピッチを原料として、
不活性雰囲気中で乾留及び炭化し、その後、賦活するこ
とによって得られた活性炭を原料とする。乾留及び炭化
は、通常５００〜１，２００℃程度で行われる。賦活
は、水蒸気又は二酸化炭素等による気相賦活法、或いは
溶融水酸化カリウム等による薬液賦活法等の如く一般的
な方法でよい。賦活処理に至るまでの活性炭の形状につ
いては、数ｍｍ程度のペレットでも、平均粒径数十μｍ
の粉体状でもよい。このように賦活した活性炭の比表面
積は５００〜３，０００ｍ2／ｇ程度が好ましい。
本発明を更に詳細に説明する。本発明の炭素多孔体は、
やしがら、フェノール樹脂或いはピッチを原料として、
不活性雰囲気中で乾留及び炭化し、その後、賦活するこ
とによって得られた活性炭を原料とする。乾留及び炭化
は、通常５００〜１，２００℃程度で行われる。賦活
は、水蒸気又は二酸化炭素等による気相賦活法、或いは
溶融水酸化カリウム等による薬液賦活法等の如く一般的
な方法でよい。賦活処理に至るまでの活性炭の形状につ
いては、数ｍｍ程度のペレットでも、平均粒径数十μｍ
の粉体状でもよい。このように賦活した活性炭の比表面
積は５００〜３，０００ｍ2／ｇ程度が好ましい。
【００１１】次に賦活された活性炭は、エチレン又はト
ルエン等の炭化水素を含む窒素又はアルゴン等の不活性
雰囲気中又はエチレン又はトルエン等の炭化水素気流中
で熱処理されることにより、活性炭の細孔表面に熱分解
炭素を析出させ、本発明の炭素多孔体が得られる。この
熱処理は、固定層、流動層、移動層又はロータリーキル
ン等の反応器で行われ、反応温度は６００〜１，０００
℃程度で行われる。
ルエン等の炭化水素を含む窒素又はアルゴン等の不活性
雰囲気中又はエチレン又はトルエン等の炭化水素気流中
で熱処理されることにより、活性炭の細孔表面に熱分解
炭素を析出させ、本発明の炭素多孔体が得られる。この
熱処理は、固定層、流動層、移動層又はロータリーキル
ン等の反応器で行われ、反応温度は６００〜１，０００
℃程度で行われる。
【００１２】熱処理の際の炭化水素の導入方法は、炭化
水素を不活性ガスで希釈して導入してもよく、そのまま
希釈せずに反応器内に導入してもよい。この際、反応条
件としては、反応温度と導入した炭化水素の滞留時間が
重要となり、これらの条件を選択すれば、下記のような
好適な物性を有する本発明の炭素多孔体を得ることがで
きる。
水素を不活性ガスで希釈して導入してもよく、そのまま
希釈せずに反応器内に導入してもよい。この際、反応条
件としては、反応温度と導入した炭化水素の滞留時間が
重要となり、これらの条件を選択すれば、下記のような
好適な物性を有する本発明の炭素多孔体を得ることがで
きる。
【００１３】即ち、本発明で得られる炭素多孔体は、そ
の比表面積が１００〜３，０００ｍ2／ｇであり、又、
アルゴンレーザーを用いたラマン分光法における１，３
６０ｃｍ-1バンドの１，５８０ｃｍ-1バンドに対する強
度比（Ｒ値；Ｒ＝Ｉ１，３６０／Ｉ１，５８０）及び
１，５８０ｃｍ-1バンドの半値幅（Ｇ値）が、炭化水素
気流中での熱処理前の活性炭と比較して、Ｒ値がより小
さく、Ｇ値がより大きくなっている。ラマンの値がこの
ような値を示す本発明の炭素多孔体は、グラファイト層
面が表面に直角に配列している部分の割合が高く、電気
容量が大きくなる。このような炭素多孔体は、電気二重
層キャパシタ分極性電極用として使用するのに適してい
る。
の比表面積が１００〜３，０００ｍ2／ｇであり、又、
アルゴンレーザーを用いたラマン分光法における１，３
６０ｃｍ-1バンドの１，５８０ｃｍ-1バンドに対する強
度比（Ｒ値；Ｒ＝Ｉ１，３６０／Ｉ１，５８０）及び
１，５８０ｃｍ-1バンドの半値幅（Ｇ値）が、炭化水素
気流中での熱処理前の活性炭と比較して、Ｒ値がより小
さく、Ｇ値がより大きくなっている。ラマンの値がこの
ような値を示す本発明の炭素多孔体は、グラファイト層
面が表面に直角に配列している部分の割合が高く、電気
容量が大きくなる。このような炭素多孔体は、電気二重
層キャパシタ分極性電極用として使用するのに適してい
る。
【００１４】本発明において特に好ましい炭素多孔体
は、上記Ｒ値が、炭化水素気流中での熱処理前の活性炭
と比較して、５〜２０％程度小さく、且つＧ値が５〜２
０％程度大きくなっているものである。又、本発明の炭
素多孔体の嵩密度は０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3であり、
体積当たりの静電容量は７０〜９０Ｆ／ｃｍ3程度であ
るので、この炭素多孔体を用いて作製する電気二重層キ
ャパシタは、従来の活性炭を用いた場合に比べて、いっ
そうの小型化及び大容量の充放電が実現される。
は、上記Ｒ値が、炭化水素気流中での熱処理前の活性炭
と比較して、５〜２０％程度小さく、且つＧ値が５〜２
０％程度大きくなっているものである。又、本発明の炭
素多孔体の嵩密度は０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3であり、
体積当たりの静電容量は７０〜９０Ｆ／ｃｍ3程度であ
るので、この炭素多孔体を用いて作製する電気二重層キ
ャパシタは、従来の活性炭を用いた場合に比べて、いっ
そうの小型化及び大容量の充放電が実現される。
【００１５】以上のようにして得られた本発明の炭素多
孔体は、通常の方法に従って電気二重層キャパシタ分極
性電極に加工して、この電極を用いて電気二重層キャパ
シタとすることができる。従来の電気二重層キャパシタ
の形態には、様々なタイプがあり、例えば、分極性電極
一対がセパレーターを介して対向して配置され、ケー
ス、封口板及びガスケットリングにより封口がハウジン
グされたコイン型；粉末活性炭、バインダ及び溶剤を混
合したスラリーを塗工したアルミニウム箔一対を捲回
し、これを円筒状アルミニウムケースにハウジングした
構造を有する円筒型；フェノール樹脂等の樹脂に粉末活
性炭を混合し、成形及び炭化した炭素成形体を分極性電
極とするバイポーラ構造を採用した角型等のタイプがあ
る。
孔体は、通常の方法に従って電気二重層キャパシタ分極
性電極に加工して、この電極を用いて電気二重層キャパ
シタとすることができる。従来の電気二重層キャパシタ
の形態には、様々なタイプがあり、例えば、分極性電極
一対がセパレーターを介して対向して配置され、ケー
ス、封口板及びガスケットリングにより封口がハウジン
グされたコイン型；粉末活性炭、バインダ及び溶剤を混
合したスラリーを塗工したアルミニウム箔一対を捲回
し、これを円筒状アルミニウムケースにハウジングした
構造を有する円筒型；フェノール樹脂等の樹脂に粉末活
性炭を混合し、成形及び炭化した炭素成形体を分極性電
極とするバイポーラ構造を採用した角型等のタイプがあ
る。
【００１６】又、電解液についても様々である。例え
ば、３０〜５０重量％の硫酸水溶液を使用する水溶液
系；プロピレンカーボネート等の有機溶媒に、４級アン
モニウム塩等の電解質を溶解した有機系等が挙げられ
る。前記本発明の炭素多孔体を使用して、これら様々な
形式の電気二重層キャパシタの分極性電極を形成する
と、より小型で且つ電気容量の大きな電気二重層キャパ
シタを製造することができる。
ば、３０〜５０重量％の硫酸水溶液を使用する水溶液
系；プロピレンカーボネート等の有機溶媒に、４級アン
モニウム塩等の電解質を溶解した有機系等が挙げられ
る。前記本発明の炭素多孔体を使用して、これら様々な
形式の電気二重層キャパシタの分極性電極を形成する
と、より小型で且つ電気容量の大きな電気二重層キャパ
シタを製造することができる。
【００１７】
【実施例】次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。 実施例１ やしがらを原料として、常法に従って乾留、炭化及び賦
活を行い、比表面積１，１００ｍ2／ｇの活性炭を得
た。この活性炭を微粉砕機で平均粒径２０μｍ程度の微
粉状にした。この微粉体の２ｇ程度を石英管に装入し、
電気炉にセットした。この石英管を窒素で置換した後、
窒素を流しながら、石英管温度を９００℃に設定した。
石英管温度が９００℃になったのを確認して、３容量％
のトルエンを含んだ窒素を、ガス滞留時間が０．０２分
間となるように石英管に導入して熱処理を行い、熱分解
炭素を活性炭の細孔表面上に析出させた。
具体的に説明する。 実施例１ やしがらを原料として、常法に従って乾留、炭化及び賦
活を行い、比表面積１，１００ｍ2／ｇの活性炭を得
た。この活性炭を微粉砕機で平均粒径２０μｍ程度の微
粉状にした。この微粉体の２ｇ程度を石英管に装入し、
電気炉にセットした。この石英管を窒素で置換した後、
窒素を流しながら、石英管温度を９００℃に設定した。
石英管温度が９００℃になったのを確認して、３容量％
のトルエンを含んだ窒素を、ガス滞留時間が０．０２分
間となるように石英管に導入して熱処理を行い、熱分解
炭素を活性炭の細孔表面上に析出させた。
【００１８】導入を開始してから１時間経過後、トルエ
ンを含んだ窒素の導入を止め、窒素のみに切り替え、石
英管を冷却した。その後、石英管より試料を取り出し、
キャパシタ電極としての電気容量を測定した。又、熱処
理前の活性炭をラマン分光で測定したところ、Ｒ値が
３．５０であり、Ｇ値が１００であった。それに対し
て、処理後の炭素多孔体の表面をラマン分光で測定した
ところ、Ｒ値が３．３０であり、Ｇ値が１１５であっ
た。
ンを含んだ窒素の導入を止め、窒素のみに切り替え、石
英管を冷却した。その後、石英管より試料を取り出し、
キャパシタ電極としての電気容量を測定した。又、熱処
理前の活性炭をラマン分光で測定したところ、Ｒ値が
３．５０であり、Ｇ値が１００であった。それに対し
て、処理後の炭素多孔体の表面をラマン分光で測定した
ところ、Ｒ値が３．３０であり、Ｇ値が１１５であっ
た。
【００１９】実施例２ エアーブローイングで、等方性化した軟化点２９０℃の
石炭ピッチを原料として、この原料を微粉砕機で平均粒
径２５μｍ程度の微粉状とした。この微粉を常法に従っ
て乾留、炭化及び賦活を行い、比表面積１，５００ｍ2
／ｇの活性炭を得た。この活性炭を実施例１と同様にト
ルエンを含んだ窒素気流中で熱処理を３０分間行い、熱
分解炭素を活性炭の細孔表面上に析出させた。
石炭ピッチを原料として、この原料を微粉砕機で平均粒
径２５μｍ程度の微粉状とした。この微粉を常法に従っ
て乾留、炭化及び賦活を行い、比表面積１，５００ｍ2
／ｇの活性炭を得た。この活性炭を実施例１と同様にト
ルエンを含んだ窒素気流中で熱処理を３０分間行い、熱
分解炭素を活性炭の細孔表面上に析出させた。
【００２０】その後、試料を取り出し、キャパシタ電極
としての電気容量を測定した。又、熱処理前の活性炭を
ラマン分光で測定したところ、Ｒ値が３．３０であり、
Ｇ値が９７であった。それに対して、処理後の本発明の
炭素多孔体の表面をラマン分光で測定したところ、Ｒ値
が３．２３であり、Ｇ値が１０３であった。
としての電気容量を測定した。又、熱処理前の活性炭を
ラマン分光で測定したところ、Ｒ値が３．３０であり、
Ｇ値が９７であった。それに対して、処理後の本発明の
炭素多孔体の表面をラマン分光で測定したところ、Ｒ値
が３．２３であり、Ｇ値が１０３であった。
【００２１】比較例１ やしがらを原料として、常法に従って乾留、炭化及び賦
活を行い、比表面積１，１００ｍ2／ｇの活性炭を得
た。この活性炭を微粉砕機で平均粒径２０μｍ程度の微
粉状とした。この微粉体を使用して電気容量を測定し
た。この活性炭をラマン分光で測定したところ、Ｒ値が
３．５０であり、Ｇ値が１００であった。
活を行い、比表面積１，１００ｍ2／ｇの活性炭を得
た。この活性炭を微粉砕機で平均粒径２０μｍ程度の微
粉状とした。この微粉体を使用して電気容量を測定し
た。この活性炭をラマン分光で測定したところ、Ｒ値が
３．５０であり、Ｇ値が１００であった。
【００２２】比較例２ エアーブローイングで、等方性化した軟化点２９０℃の
石炭ピッチを原料として、この原料を微粉砕機で平均粒
径２５μｍ程度の微粉状とした。この微粉を常法に従っ
て乾留、炭化及び賦活を行い、比表面積１，５００ｍ2
／ｇの活性炭を得た。この活性炭の２ｇ程度を石英管に
装入し、電気炉にセットした。この石英管を窒素で置換
した後、窒素を流しながら石英管温度を７００℃に設定
した。石英管温度が７００℃になったのを確認して、３
容量％のトルエンを含んだ窒素を、ガス滞留時間として
４分間となるように石英管に導入して熱処理を行い、熱
分解炭素を活性炭の細孔表面上に析出させた。
石炭ピッチを原料として、この原料を微粉砕機で平均粒
径２５μｍ程度の微粉状とした。この微粉を常法に従っ
て乾留、炭化及び賦活を行い、比表面積１，５００ｍ2
／ｇの活性炭を得た。この活性炭の２ｇ程度を石英管に
装入し、電気炉にセットした。この石英管を窒素で置換
した後、窒素を流しながら石英管温度を７００℃に設定
した。石英管温度が７００℃になったのを確認して、３
容量％のトルエンを含んだ窒素を、ガス滞留時間として
４分間となるように石英管に導入して熱処理を行い、熱
分解炭素を活性炭の細孔表面上に析出させた。
【００２３】導入を開始してから１時間経過後、トルエ
ンを含んだ窒素の導入を止め、窒素のみに切り替え石英
管を冷却した。その後、石英管より試料を取り出し、キ
ャパシタ電極としての電気容量を測定した。又、熱処理
前の活性炭をラマン分光で測定したところ、Ｒ値が３．
３０であり、Ｇ値が９７であった。それに対して処理後
の炭素多孔体の表面をラマン分光で測定したところ、Ｒ
値が４．３０であり、Ｇ値が９０となった。尚、分極性
電極の測定は以下のような方法によった。
ンを含んだ窒素の導入を止め、窒素のみに切り替え石英
管を冷却した。その後、石英管より試料を取り出し、キ
ャパシタ電極としての電気容量を測定した。又、熱処理
前の活性炭をラマン分光で測定したところ、Ｒ値が３．
３０であり、Ｇ値が９７であった。それに対して処理後
の炭素多孔体の表面をラマン分光で測定したところ、Ｒ
値が４．３０であり、Ｇ値が９０となった。尚、分極性
電極の測定は以下のような方法によった。
【００２４】＜測定方法＞実施例及び比較例の炭素多孔
体９０重量部と１０重量部のバインダ（ポリテトラフル
オロエチレン：３３重量％、アセチレンブラック：６６
重量％、界面活性剤：１重量％）とをよく混練し、厚み
０．５５ｍｍのシートとした。このシートから直径７ｍ
ｍのディスク状の電極体を２枚打ち抜いた。この電極体
を１５０℃で５時間真空乾燥した後、アルゴン雰囲気の
グローブボックス中に搬入し、ＰＣ（プロピレンカーボ
ネート）中に完全に浸漬した状態で減圧することによ
り、電極中に電解液を含浸させた。その後、ガラス繊維
濾紙のセパレータを電極体、ＳＵＳ製メッシュの集電体
及びポリプロピレンの板で挟み込んでセルを作成した。
体９０重量部と１０重量部のバインダ（ポリテトラフル
オロエチレン：３３重量％、アセチレンブラック：６６
重量％、界面活性剤：１重量％）とをよく混練し、厚み
０．５５ｍｍのシートとした。このシートから直径７ｍ
ｍのディスク状の電極体を２枚打ち抜いた。この電極体
を１５０℃で５時間真空乾燥した後、アルゴン雰囲気の
グローブボックス中に搬入し、ＰＣ（プロピレンカーボ
ネート）中に完全に浸漬した状態で減圧することによ
り、電極中に電解液を含浸させた。その後、ガラス繊維
濾紙のセパレータを電極体、ＳＵＳ製メッシュの集電体
及びポリプロピレンの板で挟み込んでセルを作成した。
【００２５】このセルを、電解液を満たしたビーカーに
装入して密閉した。電解液は（Ｃ2Ｈ5）4ＰｂＦ4を溶解
したＰＣを脱水処理して使用した。このビーカーセルに
エージング処理として２．８Ｖの直流電圧を１時間印加
した後、０．２ｍＡの定電流にて充放電試験を行った。
充電終始電圧を２．８Ｖとし、２．８Ｖから１Ｖまでを
直線と仮定し、その電圧−時間勾配よりセルの放電容量
を推算した。結果は表１のとおりである。
装入して密閉した。電解液は（Ｃ2Ｈ5）4ＰｂＦ4を溶解
したＰＣを脱水処理して使用した。このビーカーセルに
エージング処理として２．８Ｖの直流電圧を１時間印加
した後、０．２ｍＡの定電流にて充放電試験を行った。
充電終始電圧を２．８Ｖとし、２．８Ｖから１Ｖまでを
直線と仮定し、その電圧−時間勾配よりセルの放電容量
を推算した。結果は表１のとおりである。
【００２６】
【表１】表１：測定結果
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、嵩密度が高く、体積当
たりの静電容量の大きな炭素多孔体を提供することがで
きる。又、この炭素多孔体を使用することによって、電
気容量が増大した電気二重層キャパシタを提供すること
ができる。
たりの静電容量の大きな炭素多孔体を提供することがで
きる。又、この炭素多孔体を使用することによって、電
気容量が増大した電気二重層キャパシタを提供すること
ができる。
フロントページの続き (72)発明者 諸富 秀俊 東京都千代田区九段北四丁目１−３ アド ケムコ株式会社内 Ｆターム(参考） 4G046 HA01 HA03 HA07 HB05 HC12 HC14 HC16
Claims (7)
- 【請求項１】 やしがら、フェノール樹脂又はピッチを
原料として、不活性雰囲気中で乾留及び炭化し、その後
賦活して活性炭を得る工程；次いで、上記の活性炭を、
炭化水素を含む不活性雰囲気中又は炭化水素気流中で熱
処理を行い、活性炭の細孔表面に熱分解炭素を析出させ
る工程を有することを特徴とする電気二重層キャパシタ
分極性電極用炭素多孔体の製造方法。 - 【請求項２】 不活性雰囲気が、窒素又はアルゴン雰囲
気である請求項１に記載の電気二重層キャパシタ分極性
電極用炭素多孔体の製造方法。 - 【請求項３】 炭化水素が、エチレン又はトルエン又は
ナフタレン等の多環芳香族である請求項１に記載の電気
二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載の方法
で得られたことを特徴とする電気二重層キャパシタ分極
性電極用炭素多孔体。 - 【請求項５】 比表面積が、１００〜３，０００ｍ2／
ｇである請求項４に記載の電気二重層キャパシタ分極性
電極用炭素多孔体。 - 【請求項６】 アルゴンレーザーを用いたラマン分光法
における１，３６０ｃｍ-1バンドの１，５８０ｃｍ-1バ
ンドに対する強度比（Ｒ値；Ｒ＝Ｉ１，３６０／Ｉ１，
５８０）及び１，５８０ｃｍ-1バンドの半値幅（Ｇ値）
が、炭化水素気流中での熱処理前の活性炭と比較して、
Ｒ値がより小さく、Ｇ値がより大きくなっている請求項
４又は５に記載の電気二重層キャパシタ分極性電極用炭
素多孔体。 - 【請求項７】 請求項４〜６の何れか１項に記載の炭素
多孔体を電極の構成要素としていることを特徴とする電
気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10310139A JP2000138141A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10310139A JP2000138141A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000138141A true JP2000138141A (ja) | 2000-05-16 |
Family
ID=18001644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10310139A Pending JP2000138141A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 電気二重層キャパシタ分極性電極用炭素多孔体の製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2000138141A (ja) |
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-
1998
- 1998-10-30 JP JP10310139A patent/JP2000138141A/ja active Pending
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