[發明專利]雙電層電容器及其電極

有效

• 申請號: 201310231078.X
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103489659B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 奧澤智宏;森數真典
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01G11/22
• 分類號: H01G11/22;H01G11/68
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及各種電子設備、電氣設備、產業設備、機動車等中所使用的雙電層電容器及其電極。

背景技術

雙電層電容器是作為用于電子設備的輔助動力或備用動力等的蓄電裝置進行開發的。其中，為了提高雙電層電容器的功率密度，需要降低雙電層電容器的內部電阻。對于構成雙電層電容器的正負一對電極而言，也需要降低極化電極層與集電體的接觸部分處的界面電阻（interface resistance）。作為降低該界面電阻的方式之一，提出了在集電體與極化電極層之間形成導電性和粘接性優異的導電層的方案。該導電層由導電性優異的炭黑和粘接性優異的粘合劑構成，能夠提高極化電極層與集電體之間的密合強度，并且降低界面電阻（例如日本特開平11-154630號公報）。

發明內容

本發明為高溫特性優異的雙電層電容器用電極和雙電層電容器。本發明的雙電層電容器用電極具備表面上具有含磷的保護層的集電體和形成在該集電體上且能夠可逆地嵌入、脫嵌離子的極化電極層。在將集電體浸漬在水中時溶解析出的磷化合物的量相對于集電體的每單位表面積以磷換算計為1.35mg/m²以下。

就使用了該構成的電極作為正極、負極中的至少一個的雙電層電容器而言，其能夠抑制高溫下的劣化。

附圖說明

圖1是表示本實施方式的雙電層電容器的部分切開的立體圖。

圖2是表示圖1所示的雙電層電容器中所使用的電極的構成的示意剖視圖。

圖3是表示圖1所示的雙電層電容器中所使用的電極的另一構成的示意剖視圖。

圖4是表示本發明的實施方式的雙電層電容器中從集電體溶解析出到水中的磷化合物的量與長時間充放電中的電阻增大之間的關系的圖。

具體實施方式

在對本發明的實施方式進行說明之前，簡單對現有的雙電層電容器中的問題進行說明。將現有的雙電層電容器在高溫環境下長時間使用時，伴隨時間的經過而特性會降低。具體而言，構成電極的集電體的表面會發生腐蝕，極化電極層與集電體的接觸界面處的電阻會增大。

以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是表示本實施方式的雙電層電容器的構成的部分切開的立體圖。該雙電層電容器具有電容器元件1、浸滲在電容器元件1中的電解液（未圖示）、收容電容器元件1和電解液的外包裝體10。

電容器元件1具有正極2、與正極2對置的負極3和介于正極2與負極3之間的隔膜4。正極2、負極3和隔膜4卷繞在一起。除了這種構成以外，還可以通過將它們層疊來構成電容器元件1。正極2具有集電體2A和形成在集電體2A上且能夠嵌入、脫嵌離子的極化電極層（以下稱為電極層）2B。同樣地，負極3具有集電體3A和形成在集電體3A上且能夠可逆地嵌入、脫嵌離子的極化電極層（以下稱為電極層）3B。正極2、負極3分別與作為引出構件的引線5A、5B連接。電容器元件1和電解液收容在有底圓筒狀的殼體6中，利用封口構件7，將殼體6的開口端部以使引線5A、5B外露的方式進行密封。殼體6和封口構件7構成外包裝體10。

圖2是表示正極2、負極3的構成的示意剖視圖。正極2具有由金屬等導電材料構成的片狀的集電體2A、形成在集電體2A的表面上的導電層2C和形成在導電層2C上的電極層2B。在與導電層2C對置的集電體2A的表面上，形成有含磷的保護層8和存在于保護層8的周圍的未固定磷化合物9。同樣地，負極3具有由金屬等導電材料構成的片狀的集電體3A、形成在集電體3A的表面上的導電層3C和形成在導電層3C上的電極層3B。在與導電層3C對置的集電體3A的表面上，形成有含磷的保護層8和存在于保護層8的周圍的未固定磷化合物9。由于正極2和負極3是同樣形成的，所以以下作為代表對正極2進行說明。

集電體2A例如由厚度約為15μm的高純度鋁制素箔（Al含量為99%以上）構成。除此以外，還可以是實施了蝕刻處理的鋁箔或在大氣中或不活潑性氣體等各種氣體氣氛中實施了等離子體處理的金屬箔等。構成集電體2A的材料不限于鋁，還可以為銅、鎳、鐵、不銹鋼、鉑等中的任意材料。

導電層2C包含導電材料和粘合劑（均沒有圖示），其提高了集電體2A與電極層2B之間的導電性。導電層2C介于集電體2A與電極層2B之間，由此其還能起到作為粘接材料來固定集電體2A和電極層2B的作用。