[發明專利]用于雙電層電容器的碳材料和雙電層電容器

無效

• 申請號: 200680036030.1
• 申請日: 2006-09-28
• 公開（公告）號: CN101278365A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 久米哲也;東恩納靖之
• 申請（專利權）人: 株式會社科特拉
• 主分類號: H01G9/058
• 分類號: H01G9/058;C01B31/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 陳昕

技術領域

本發明涉及碳材料，該碳材料用于雙電層電容器內的可極化活性材料。

背景技術

近來，開發了表現出內阻降低且具有增大的電容量的雙電層電容器。一直期望將該雙電層電容器應用于例如電動車輛這樣的電源用途(power?usage)。雙電層電容器基于的原理是，放置一對可極化電極以致在電解質溶液中互相面對，隔板插入其間以形成正電極和負電極，使得電荷積聚在雙電層中，該雙電層形成在正電極和負電極(即可極化電極)與電解質溶液之間的界面中。

這種雙電層電容器公開在例如日本未審專利公開(特開)No.H11-317333、No.2002-25867和專利公開No.3689948中。

特開H11-317333公開了使用包含類似石墨的微晶碳的碳材料的雙電層電容器。所述碳材料通過活化處理獲得。所述微晶碳的層間距離為0.365nm-0.385nm的范圍。

特開No.2002-25867公開了使用包含類似石墨的微晶碳的無孔碳的雙電層電容器，所述微晶碳具有270m²/g或更小的比表面積并且微晶碳的層間距離d₀₀₂為0.360-0.380nm。

專利No.3689948公開了一種雙電層電容器，該電容器包含，具有可極化電極材料的陰極，所述可極化電極材料主要由活性碳組成，具有碳材料的陽極，鋰離子通過化學方法或電化學方法吸藏在所述碳材料上，所述碳材料能夠吸藏或解吸鋰離子，和含有鋰鹽的非水電解質溶液。

然而，存在的問題是，由在特開No.H11-317333中公開的由用于雙電層電容器的碳材料制得的電容器具有大的內阻。而由在特開No.2002-25867中公開的用于雙電層電容器的碳材料制得的電容器由于碳材料的小的比表面積而具有差的電解質溶液擴散性。因此，存在的問題是，電解質溶液和碳材料之間的電阻變大，且內阻增加。

發明內容

本發明考慮到上述狀況來進行。因此本發明的目的是提供用于雙電層電容器的碳材料和可表現出優異充電和放電性能的雙電層電容器(具有大的電容量和小的內阻)。作為解決上述問題的研究結果，本發明人完成了關于用于雙電層電容器的碳材料的發明。

本發明提供了用于雙電層電容器的碳材料，該碳材料具有：

在300-1000m²/g范圍的BET比表面積，

在0.360-0.380nm范圍的碳的層間距離，和

2000cps或更大的碳強度。

此外，根據本發明的雙電層電容器包含的碳材料具有：

在300-1000m²/g范圍的BET比表面積，

在0.360-0.380nm范圍的碳的層間距離，和

2000cps或更大的碳強度。

具體實施方式

在下文，雖然稱為實施方式，但將更加具體地描述本發明。

(實施方式)

(用于雙電層電容器的碳材料)

根據本發明的用于雙電層電容器的碳材料是用作雙電層電容器中的可極化活性材料的碳材料。

根據本發明的用于雙電層電容器的碳材料具有0.360-0.380nm范圍的碳的層間距離d₀₀₂，且在d₀₀₂的碳強度為2000cps或更大，以及具有300-1000m²/g范圍的BET比表面積。即，根據本發明的碳材料包含類似石墨的微晶碳，并且其是種高致密性碳材料。同時，該碳材料選擇性地具有孔隙或無定形結構。這種孔隙或無定形結構使根據本發明的用于雙電層電容器的碳材料能夠具有與公開在上述專利文獻1和2(特開H11-317333和No.2002-25867)中的碳材料同樣大的電容量和同樣小的內阻。

由于根據本發明的可極化電極的電極材料(碳材料)具有300-1000m²/g范圍的比表面積，因此內阻比專利文獻1和2中的用于雙電層電容器的碳材料低。然而，在雙電層電容器使用具有小于270m²/g的BET比表面積的碳材料時，雖然有可能獲得大的電容量但內阻由于電解質溶液內的遷移阻力的增加而增加。此外，在BET比表面積為1000m²/g或更大時，由于電容量和一般活性碳一樣在孔隙內部顯現，因此不可能獲得大的電容量。根據本發明，碳材料的更優選BET比表面積為300-700m²/g的范圍。